DE887569C - Anordnung zur Spielmessung durch Kapazitaetsmessung - Google Patents

Anordnung zur Spielmessung durch Kapazitaetsmessung

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DE887569C
DE887569C DEB9618D DEB0009618D DE887569C DE 887569 C DE887569 C DE 887569C DE B9618 D DEB9618 D DE B9618D DE B0009618 D DEB0009618 D DE B0009618D DE 887569 C DE887569 C DE 887569C
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DE
Germany
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voltage
capacitor
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capacitance
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DEB9618D
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Helmut Alma Ruf
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/14Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G01B7/144Measuring play on bearings

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Description

  • Anordnung zur Spielmessung durch Kapazitätsmessung Es ist bekannt, das Spiel zwischen Zapfen und Lager bzw. zwischen Kolben und Zylinder durch Messen der Kapazität zu ermitteln, welche vorhanden ist, wenn der Zwischenraum zwischen Zapfen und Lager mit einem Dielektrikum, z. B. Ö1, gefüllt ist.
  • Der Prüfling, dessen Kapazität ermittelt werden soll, wird bei den bekannten Anordnungen in eine Wechselstrombrücke gelegt, in der als Anzeigeinstrument ein Telefon bzw. Lautsprecher eingebaut ist. Durch Verändern einer einstellbaren Vergleichskapazität wird die Lautstärke im Telefon auf ein Minimum eingestellt und die Prüflingskapazität aus den bei diesem Minimum vorhandenen sonstigen Kapazitäten und Widerständen in der Meßbrücke errechnet. Aus der so ermittelten Kapazität ist dann, wenn die wirksamen Flächen des Prüflings bekannt sind, der Abstand dieser Flächen, also das gesuchte Spiel, in bekannter Weise zu entnehmen. Mitunter ist zur Erzeugung des Telefontones ein Summer benutzt.
  • Diese bisher bekannte Art der Spielmessung durch Kapazitätsmessung hat verschiedene Nachteile. Zunächst ist wegen der Notwendigkeit, das Telefon abzuhören, ein verhältnismäßig ruhiger Meßraum erforderlich, wie er in Werkstätten nicht immer zur Verfügung steht. Je kleiner das zu messende Spiel ist, um so häufiger treten außerdem Durchbrüche des Dielektrikums im Prüfling auf, welche ebenfalls die Messung erschweren und sie sogar unmöglich machen, wenn das Spiel so klein ist, daß ein einwandfreier Ölfilm nur für kurze Augenblicke bestehen bleibt.
  • Wenn die-Messung noch möglich ist, ergeben sich bei zu häufigen Durchbrüchen des Ölfilms unerwünscht lange Meßzeiten.
  • Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile zu beseitigen und eine Anordnung zu schaffen, mit der auch sehr enge Spiele in der Größenordnung von I bis 2 y z. B. an Teilen von Brennstoffeinspritzpumpen für Verbrennungskraftmaschinen ohne Rücksicht auf die Verhältnisse im Meßraum schnell und sicher gemessen werden können.
  • Um besondere Zeitmessungen zu ersparen, werden Kapazitätsmessungen im allgemeinen unter Verwendung von Wechselspannungen bekannter Frequenz durchgeführt. Der Versuch, die zu messende Spannung dadurch vom Spiel des Prüflings abhängig zu machen, daß eine Wechselspannung über einen kapazitiven oder Ohmschen Vorwiderstand an den Prüfling gelegt und die am Prüfling auftretende Spannung gemessen wurde, mußte jedoch daran scheitern, daß die Durchbrüche des Ölfilins wie fortwährende Schaltungen wirkten, die entsprechende Überspannungen auslösten.
  • Fortwährende Durchbrüche des Ölfilms traten bei einem Spiel von I bis 2 Cd auch dann schon auf, wenn nur eine Spannung von etwa 0,05 V bei einer Frequenz von 25 ooo Hz an einen aus der Prüflings- und einer Vergleichskapazität gebildeten Spannungsteiler gelegt wurde. Die Überspannungen können bekanntlich, je nachdem, in welcher Lage zur Phase der Wechselspannung sie auftreten, bis zum doppelten Scheitelwert der angelegten Wechselspannung ansteigen.
  • Die Polarität solcher Überspannungen ist entgegengesetzt derjenigen des beim Schalten herrschenden Augenblickswertes der Wechselspannung und diesem Augenblickswert dem absoluten Betrag nach gleich.
  • Gemäß der Erfindung wird der Höchstwert der in ihrer Höhe vom Prüflingsspiel abhängigen Spannung durch einen Spitzenspannungsmesser festgehalten und angezeigt. Die Verwendung des Spitzenspannungsmessers ermöglicht das Erfassen von nur sehr kurze Zeit ohne Durchbrüche bestehenden Ölfilmen für die Messung. Der Spitzenspannungsmesser hält nämlich das Meßergebnis längere Zeit fest, so daß auch dann noch abgelesen werden kann, wenn der Ölfilm schon zerstört ist; außerdem wird die unmittelbare Ablesbarkeit des Meßergebnisses an einem Zeigerinstrument erreicht. Auch erfaßt der Spitzenspannungsmesser gerade dasjenige Spiel, das vorhanden ist, wenn sich der zylindrische Meßkolben zentrisch in der Bohrung befindet, weil dann die kleinste Kapazität und dementsprechend die höchste Meßspannung vorliegt. Die Prüflingskapazität ist vorteilhaft in Reihe mit einem zweckmäßig einstellbaren Vorwiderstand an eine Wechselspannung gelegt. Der Vorwiderstand kann kapazitiv oder ohmisch sein. Er gestattet die einfache Berücksichtigung der Flächengröße des Prüflings.
  • Je nachdem, ob bei Spielen gleicher Größenordnung der Prüfling kleine oder größere die Kapazität bildende Flächen aufweist, ist die sonstige Meßanordnung voreinzustellen. Diese Berücksichtigung der wirksamen Prüflingsfläche erfolgt in besonders einfacher Weise durch die Auswahl oder die Einstellung des erwähnten Vorwiderstandes. Die wirksame Prüflingsfläche selbst wird z. B. mit der Schieblehre ausgemessen. Wenn der Prüfling ein einfacher Kolben ist, so kann er auch mit Stempelfarbe eingefärbt und auf einem Blatt Papier abgerollt werden; es wird dann die so erhaltene Abwicklung ausgemessen. Da selten mehr als 2 °/0 Meßgenauigkeit verlangt werden, genügt es aber meist, die Messung am Werkstück durch Ausrechnen der wirksamen Flächen nach den in der Werkstattzeichnung angegebenen Maßen zu ersetzen. Der Vergleichswiderstand wird zweckmäßig in Einheiten der Prüflingsflächengröße geeicht, um das vergleichsweise Einstellen zu erleichtern. Das Ausmessen der wirksamen Prüflingsfiäche beansprucht auf die einzelne Messung bezogen nur wenig Zeit, denn für das Einstellen des Vergleichswiderstandes kann bei Prüflingen gleicher Art oder einer Reihe oder Serie immer von derselben Größe der wirksamen Fläche ausgegangen werden. Durch die Wahl des Grundverhältnisses Vorwiderstand: Prüflingskapazität hat man die Möglichkeit, am Anzeigeinstrument jeden gewünschten Anzeigewert in die Skalenmitte zu. legen und damit, da die Skalenteilung nicht linear verläuft, diese beliebig am Ende zusammenzudrängen. In weiterer Erfindung wird die durch den Spitzenspannungsmesser festzuhaltende Spannung als Rechteckspannung erzeugt. Schaltspannungen können dann nicht stören.
  • Auch wenn Durchbrüche des Ölfilms während des Bestehens eines solchen Rechteckimpulses an der Prüflingskapazität auftreten, ruft der Durchbruch lediglich das Aufhören dieses Impulses hervor, denn da die Schaltspannung entgegengesetzt gerichtet und ebenso groß ist wie die Spannung des Rechteckimpulses, ergibt sich beim Durchbruch des Ölfilms immer sofort die Spannung Null. Bei genügend hoher Frequenz der Rechteckspannung wird selbst bei öfteren 01-durchbrüchen auch der Wirkungsgrad gut. Viele der aufgedrückten Rechteckimpulse werden für die Messung ausgenutzt, so daß schnell abgelesen werden kann. Bei Rechteckspannung ist auch die Schaltpause zwischen zwei Spannungsimpulsen von am wenigsten schädlichem Einfluß auf Meßgeschwindigkeit und Wirkungsgrad.
  • Eine entweder in ihrer Größe oder hinsichtlich der Dauer der Impulse vom Prüflingsspiel abhängige Rechteckspannung kann in verschiedener Weise erzeugt werden.
  • Bei einer ersten Ausführungsform wird die Rechteckspannung durch ein periodisch arbeitendes Schaltglied, z. B. einen Zerhacker, aus einer Gleichspannung erzeugt, und durch Umladen zwischen der Prüflingskapazität und einer Vergleichskapazität wird aus der zerhackten Spannung mittels eines zweiten periodisch arbeitenden Schalters, z. B. Zerhackers, die vom Prüflingsspiel abhängige Rechteckspannung erzeugt.
  • Zweckmäßig werden die beiden periodisch arbeitenden Schalter, z. B. Zerhacker, derart synchron und phasenverschoben gegeneinander betrieben, daß das Kurzschließen der Prüflingskapazität durch den zweiten Schalter jeweils kurz vor dem Abschalten der Spannungsquelle durch den ersten Schalter erfolgt, wobei die Phasenverschiebung z. B. durch einen Phasenschieber mit zweckmäßig einstellbarer und im Betrieb nachstellbarer Induktivität eingestellt ist.
  • Bei einer zweiten Ausführungsform wird die vom Prüflingsspiel abhängige Rechteckspannung an der Sekundärspule einer Gegeninduktivität abgegriffen, deren Primärspule von einem sich absatzweise ändernden Strom durchflossen wird, dessen Änderungen den Änderungen einer an der Prüflingskapazität entstehenden Spannung entsprechen, die absatzweise auftritt und z. B. infolge Durchbruchs des Dielektrikums der Prüflingskapazität oder durch Abschalten wieder verschwindet.
  • Die elektrische Gesamt anordnung umfaßt Mittel zur Erzeugung der vom Prüflingsspiel abhängigen Rechteckwechselspannung, Verstärker zum Verstärken dieser Spannung, Mittel, um an den Verstärker den Spitzenspannungsmesser anzukoppeln, den Spitzenspannungsmesser selbst und schließlich in weiterer Erfindung eine elektrische Sperrvorrichtung für das Anzeigeinstrument des Spitzenspannungsmessers, die dieses erst dann zur Anzeige freigibt, wenn die Meßspannung in voller Höhe vorliegt, indem z. B. das Anzeigeinstrument so lange kurzgeschlossen bleibt, bis das Laden eines zum Spitzenspannungsmesser gehörenden Kondensators beendet ist.
  • Auf alle die erwähnten Teile der elektrischen Gesamtanordnung beziehen sich Merkmale von erfinderischer Bedeutung, die sich im einzelnen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen und den Ansprüchen ergeben. Zur mechanischen Gesamtanordnung gehören darüber hinaus Normalhohlzylinder als Verkörperung von Normalbohrungen zum Messen von Bolzen- bzw. Kolbendurchmessern und Normalbolzen bzw. -kolben zum Messen von Bohrungen. Für das Ausmessen von Bohrungen sind die Anordnungen nach der Erfindung besonders geeignet. Das Einsetzen der Bolzen oder Kolben in die Bohrungen zum Zweck der Messung kann von Hand erfolgen, ebenso wie das vorhergehende Benetzen mit dem als Dielektrikum dienenden 01, z. B. Rizinusöl oder Paraffin. Die Zentrierung des Kolbens in der Bohrung erfolgt durch Andrehen des Kolbens z. B. ebenfalls von Hand. Der Bolzen oder Kolben kann jedoch auch mittels eines Elektromotors ständig gedreht werden.
  • In den Zeichnungen sind Schaltbilder von mehreren Ausführungsbeispielen wiedergegeben. Ein sich auf sämtliche Teile der Anlage beziehendes Schaltbild ist nur für ein Ausführungsbeispiel dargestellt (Abb. I), während von weiteren Ausführungsbeispielen lediglich Teilschaltbilder gezeichnet sind.
  • Die Abb. I bis 5 veranschaulichen ein erstes Ausführungsbeispiel, die Abb. 6 bis 12 sind Teildarstellungen weiterer Ausführungsmöglichkeiten.
  • Die im Schaltbild nach Abb. I gegebene Gesamtübersicht des in den Abb. I bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiels ist in Abschnitte I bis VI unterteilt.
  • Im Abschnitt I der Abb. I ist der Teil der Anordnung gezeigt, welcher der Erzeugung der vom Prüflingsspiel abhängigen Rechteckwechselspannung dient.
  • Ein Netzgerät N liefert eine stabilisierte Gleichspannung. Ein -Zerhacker Z1, über den die in der Anordnung enthaltenen Kapazitäten an die Spannungsquelle gelegt sind, erzeugt einen pulsierenden Gleichstrom. Die Prüflingskapazität C, und die den wirksamen Prüflingsflächen angepaßte Vergleichskapazität Cf sind hintereinandergeschaltet. Eine weitere eingezeichnete Kapazität C hat nur die Aufgabe, Störspannungen, die von außen an die Meßleitung L gelangen, über Cm nach Erde abzuleiten. Ein zweiter Zerhacker Z2 schließt die Prüflingskapazität C, periodisch kurz. Der Arbeitstakt der Zerhacker und der zeitliche Verlauf der von ihnen geschalteten Spannungen ist in Abb. 2 dargestellt. Die Kapazität C kann bei der folgenden Betrachtung unberücksichtigt bleiben.
  • Ul sei die Spannung hinter dem Zerhacker Z1, also, sofern C, nicht durch Z kurzgeschlossen ist, die Spannung an den hintereinandergeschalteten Kapazitäten Cf und C. U2 sei die Spannung an Cf, U3 die Spannung an Cx. Die Zeiten, in denen der Zerhacker Z1 die Anordnung an Spannung legt, sind in der ersten Zeile von Abb. 2 als waagerechte Striche oberhalb und unterhalb einer Abszisse aufgetragen. Die Lage oberhalb der Abszisse deutet an, daß der Zerhacker an dem Pluspol, die Lage unterhalb der Abszisse, daß er an den Minuspol schaltet. In der zweiten Zeile von Abb. 2 ist in derselben Weise das Arbeiten des Zerhackers Z2 dargestellt. Die Verschiebung der die Schaltzeiten angebenden Striche in der zweiten Zeile gegenüber denen in der ersten längs der Abszisse zeigt, mit welcher Phasenverschiebung der Zerhacker Z2 im Vergleich zum Zerhacker Z1 arbeitet. In der dritten Zeile der Abb. 2 ist der zeitliche Verlauf der Spannung U1 in Abhängigkeit vom Arbeiten der Zerhacker dargestellt.
  • Wenn der Zerhacker Z2 ausgeschaltet ist, wird beim Einschalten des Zerhackers Z1 die aus der Hintereinanderschaltung von Cy und Cx gebildete Kapazität an die Pole des Netzgerätes N gelegt; U1 ist also gleich der vollen Spannung der Spannungsquelle. Wenn Z2 während Z1 noch auf den Pluspol geschaltet ist, C, kurzschließt, so liegt U1 in unveränderter Größe nunmehr nur an Cy. Wenn jetzt Z1 abschaltet, so ändert sich U1 nicht; U1 bleibt zunächst Ladespannung von Cy.
  • Geht jetzt auch Z2 in die unwirksame Stellung, so bleibt U1 weiter unverändert. Erst wenn nunmehr Z1 den bisher positiven Pol an Cr an den Minuspol des Netzgerätes schaltet, muß U1 verschwinden, weil ein Widerstand, an dem U1 abgegriffen werden könnte, nicht mehr vorhanden ist. Übrigens wird, wenn Zl auf den Minuspol schaltet, auch C jeweils kurzgeschlossen.
  • Bei einem ausgeführten Beispiel hatte C den Wert 0,I ,lbF. U1 bleibt gleich Null, auch wenn Z2 Ca erneut kurzschließt und weiter Zl und Z2 wieder in die Mittelstellung gehen, bis sich das Spiel dadurch von neuem wiederholt, daß Z1 wieder auf den Pluspol des Netzgerätes schaltet. U1 ist also lediglich zerhackte Gleichspannung.
  • Das Verhalten von U2 an C übersieht man, wenn man Q und C, als einen Spannungsteiler für die Spannung U1 bildend betrachtet. Solange, nachdem bei offenem Z2 an den Pluspol geschaltet hat, Cr und Cx hintereinanderliegen, wird an Cf nur der eine Teil und an Cx der andere Teil der Spannung U1 liegen; die in der vierten Zeile von Abb. 2 dargestellte Spannung U2 an Cm wird also zunächst kleiner sein als U1. In dem Augenblick, in welchem Z2 Cx kurzschließt, liegt aber die volle Spannung U1 an C; U2 wird dann gleich U und behält diesen Wert, solange Cx kurzgeschlossen bleibt, auch dann noch, wenn Z2 wieder öffnet; denn Cf behält dann seine Ladung, solange auch Z1 offen bleibt. Wenn aber jetzt Z1 auf den negativen Pol schaltet, so tritt das ein, was im folgenden als Umladen bezeichnet ist, es wird nämlich die Ladung von Cy dazu benutzt, um Cx in umgekehrtem Sinne aufzuladen.
  • Entsprechend der Hintereinanderschaltung von Cs und Cx fällt U2 wieder auf den zuerst gehabten Anteil.
  • Wenn allerdings bei noch am Minuspol liegendem Z1 Cx durch Z2 wieder kurzgeschlossen wird, entlädt sich auch C,; U2 wird gleich Null und bleibt so, solange Z2 Cx geschlossen hält, auch nachdem Z1 und Z2 wieder geöffnet haben, bis mit dem erneuten Schalten von Z auf den Pluspol das Spiel von neuem beginnt.
  • Die Spannung U an Cx, also am Prüfling, ist in der fünften Zeile von Abb. 2 aufgetragen. Solange bei am Pluspol liegendem Z1 und bei offenem Z2 Q und Cx hintereinanderliegen, entfällt auf Cx der positiv eingetragene Anteil von U1; Cx wird entladen und U3 wird gleich Null, sobald Z2 Cx kurzschließt. Hieran ändert sich zunächst auch nichts, wenn Z2 wieder öffnet.
  • Schaltet dagegen bei nunmehr wieder geöffnetem Z2 Z1 an den Minuspol, so wird ja durch das oben erläuterte Umladen Cx erneut entsprechend der Hintereinanderschaltung von C und Cx, aber in umgekehrter Richtung, aufgeladen. Es entsteht jetzt ein negativer Spannungsimpuls an Cx. Dieses negative U3 wird ebenfalls wieder gleich Null, sobald Z2 Cx erneut kurzschließt. Es entstehen also an der Prüflingskapazität Cx abwechselnd positive und negative Rechteckspannungsimpulse, die durch längere Zwischenräume voneinander getrennt sind. Die Impulslänge wird z. B. gleich etwa 1Is Periodendauer gewählt, so daß auf zwei Zwischenräume 3/4 der Periodendauer entfallen. Die Höhe dieser Rechteckwechselspannung hängt bei konstanter Spannung am Netzgerätausgang nur ab vom Verhältnis Cr: Cx und ergibt somit, sofern Cf auf einen festen bekannten Wert eingestellt ist, ein Maß für Cx. An der Spannungshöhe der einzelnen Rechteckimpulse ändert sich nichts, wenn Durchbrüche des Dielektrikums in Cx auftreten. Solche Durchbrüche wirken vielmehr nur wie ein weiteres Schalten von Z2, d. h. es treten in beliebiger Phasenlage noch mehr gleichhohe U3-Impulse auf, deren Zeitdauer, die sich graphisch durch ihre Breite ausdrückt, allerdings ganz verschieden ist.
  • Die Höhe der Spannung U3 am Prüfling Cx hängt also nur vom Verhältnis der beiden durch Q und Cx gegebenen Scheinwiderstände ab.
  • Bei einer ausgeführten Anlage wurden die Zerhacker Z1 und Z2 mit Wechselstrom von 4 V erregt und dabei mit einer Frequenz von 100 Hz betrieben. Als wichtig erwies sich, die 4-V-Speiseleitungen in großem Abstand von den Gitterleitungen der in der Gesamtanordnung verwendeten Röhren und von Kontakten zu halten und sie sowie die Erregerspulen gegebenenfalls abzuschirmen. Die günstigste vom Netzgerät zu liefernde Prüfspannung liegt, wie Versuche ergaben, bei etwa 0,7 V. Eine wesentlich niedrigere Spannung, wie z. B. von 0,05 V, ergibt zwar geringe elektrostatische Kräfte, jedoch kommen dann Störeinflüsse in zu hohem Maße zur Geltung. Wenn sich die bei Durchbrüchen des 01-films sich berührenden Prüflingsfächen wieder trennen, treten solche Störspannungen auf, auch ist der sonstige Störeinfluß der Umgebung des Gerätes dann zu groß.
  • Eine höhere Spannung von mehr als etwa I V hemmt die Bildung eines zusammenhängenden Ölfihus und ruft unnötig häufige Durchbrüche hervor.
  • Andere als kapazitive Schaltelemente dürfen im Meßkreis, wenn mit Rechteckspannung gearbeitet wird, nicht verwendet werden, da sonst die Rechteckform verzerrt wird. Aus demselben Grund soll bei einer Frequenz der Rechteckspannung von 100 Hz der Isolationswiderstand in den die Rechteckwechselspannung führenden Leitern RiCf 0+Cx MQ sein, wobei Cf und Cx in ,mF gemessen sind. Die Zeitkonstante soll mit anderen Worten > 0,2 Sekunden sein.
  • Bei einem ausgeführten Beispiel betrug der Isolationswiderstand bei einer Einstellung von Cy entsprechend einer Prüflingsfläche bis herab auf 1 cm2 mehr als 100 MQ. Der spezifische Isolationswiderstand des im Prüfling Cx als Dielektrikum verwendeten Öls betrug mindestens Ioll 11 cm2/cm. Rizinusöl wies z. B.
  • Ioll bis Io13 Q cm2/cm in einem Temperaturbereich von 20 bis 1000 auf.
  • Die in ihrer Höhe vom Prüflingsspiel abhängige, nur kleine Rechteckwechselspannung U3 wird verstärkt.
  • Die Verstärkung ist schon deshalb notwendig, um das Anzeigeinstrument vom übrigen Gerät räumlich trennen zu können. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. I ist in Abschnitt II der Abb. I zu diesem Zweck ein einstufiger Gleichstromverstärker dargestellt. Der Verstärker darf die Rechteckspannung weder verzerren noch in ihrer Lage zur Nullinie während des Meßvorgangs in nicht übersehbarer Weise verschieben. Das letztere muß deshalb vermieden werden, weil die erzeugte Rechteckspannung nicht frei von Gleichstromanteilen zu sein braucht. Die Zerhacker Z1 und Z2 sind also solche schon meist nicht genau symmetrisch; eine weitere Unsymmetrie in der am Prüfling wirksamen Rechteckspannung ergibt sich durch die Durchbrüche des ölfilm, der ja nicht ununterbrochen besteht, sondern sich nur unregelmäßig bildet. So kann es sein, daß gelegentlich positive und gelegentlich negative Impulse der Rechteckwechselspannung breiter ausfallen als die benachbarten oder daß gelegentlich mehr positive als negative Impulse je Zeiteinheit vorhanden sind oder umgekehrt, d. h. daß die Rechteckwechselspannung einen Gleichstromanteil enthält. Wenn nun ein Verstärker mit RC-Kopplungs- oder Siebgliedern verwendet werden würde, so würde der Gleichstromanteil eine der Zeitkonstanten dieser Glieder entsprechende unerwünschte Verlagerung der Meßspannung während des Meßvorgangs bewirken, d. h. die Messung würde falsch werden. Ein einstufiger Gleichstromverstärker weist diese Nachteile nicht auf. Bei dem Beispiel nach Abb. I Abschnitt II, ist eine Pentode V als einzige Verstärkerröhre verwendet, z. B. die unter der Bezeichnung AF 7 bekannte Röhre. Bei Verwendung dieser Röhre ergibt sich eine Schwierigkeit dadurch, daß die Kennlinie nicht bis zu voller Aussteuerung gerade verläuft. Dies wäre kein Nachteil, wenn die Kennlinien verschiedener Röhren derselben Type miteinander genau übereinstimmten; in Wirklichkeit streuen aber die Eigenschaften der im Handel erhältlichen Röhren erheblich Durch richtiges Bemessen der Schaltmittel gelingt es, die beim Auswechseln der Röhre auftretenden Fehler genügend klein zu halten.
  • Bei einem ausgeführten Beispiel waren die in Abb. I, Abschnitt II dargestellten Widerstände r1 bis r4 wie folgt bemessen: ru = 500 Q, r2 = 20 k Q, ra = 40 k Q, r4 = 0,2 MQ. An den Pluspol bei P war eine Gleichspannung von 280 V gegen Erde gelegt.
  • Für die Ankopplung des Spitzenspannungsmessers an den Verstärker scheidet Transformatorkopplung aus, weil sie die Rechteckspannung verzerrt. Die Ankopplung muß so erfolgen, daß die Meßwechselspannung von der Anodengleichspannung wieder abgetrennt wird, so daß die letztere keinen Einfluß auf die Messung hat. RC-Kopplung kann wegen der erwähnten Nichtübersehbarkeit der Verlagerung der Rechteckwechselspannung mit Gleichspannungsanteil gegenüber der Nullinie ebenfalls nicht angewendet werden. Die Schwierigkeiten lassen sich umgehen, wenn die verstärkte Rechteckwechselspannung von vornherein stets um den größtmöglichen Betrag zu ihrer Mittellinie verlagert wird. Dies gelingt, wenn man den Widerstand einer RC-Kopplung durch eine Diode ersetzt, wie es in Abschnitt III der Abb. I gezeigt ist.
  • Dort sind als Ankopplungselemente der Kondensator Cd und die Diode Da gezeichnet. Mittels der Diode werden die positiven Impulse insofern gleichgerichtet, als die durch sie bewirkte Änderung des Anodenpotentials Ladung von der Kathode zur Anode fließen läßt. Wegen der Blockierung durch Cd wird damit die gewünschte größte Verlagerung der Wechselspannung zu ihrer Mittellinie erreicht, d. h. die Meßwechselspannung so hoch nach der negativen Seite angehoben, daß keine positiven Amplituden mehr übrigbleiben. Die zweite Anode in der Diode Da soll vorläufig außer Betracht bleiben. Das in Abschnitt III gezeigte Schaltbild stellt eine übliche Verdopplerschaltung dar, bei der die Wechselspannung so hoch nach der negativen Seite angehoben wird, daß keine positiven Amplituden mehr übrigbleiben.
  • In Abb. 2 ist in der letzten Zeile der Verlauf der nach der negativen Seite angehobenen Spannung eingetragen. Wie man sieht, ist jetzt die Spannung auf den doppelten Betrag von U3 erhöht, was einer erwünschten Verdopplung der Verstärkung entspricht.
  • Der Kondensator Cd soll ebenso groß sein, wie der später zu beschreibende Meßkondensator CL des Spitzenspannungsmessers.
  • Abschnitt IV von Abb. I zeigt den Ladekreis des Spitzenspannungsmessers. Er umfaßt im wesentlichen eine Diode DL und den Meßkondensator DL, der über die Diode DL aufgeladen wird. Da zum Schluß die Spannung gemessen werden soll, auf welche der Kondensator CL aufgeladen ist, muß CL einen möglichst hohen Isolationswiderstand haben. Die Kathode der Diode DL und eine gegebenenfalls vorhandene besondere Heizwicklung müssen ebenfalls besonders gut isoliert sein; die Heizwicklung ist mit der Kathode zu verbinden.
  • Bei einem ausgeführten Beispiel waren die einzelnen Schaltmittel so gewählt, daß die an CL auftretende größte zu messende Spannung etwa 200 V betrug. Es empfiehlt sich nicht, die an CL zu messende Spannung wesentlich ldeiner zu machen, weil sonst die von den beiden Dioden Da und DL gelieferten Anlaufspannungen stören, die je etwa I,3 V betragen. Wesentlich höhere Spannung als 200 V zu wählen ist ebenfalls nicht möglich, weil dann die für handelsübliche Dioden zulässige Spannung überschritten wird. Zur Löschung des Meßergebnisses ist eine den Ladekondensator CL kurzschließende Taste T vorgesehen. Die Bedeutung des in Abschnitt IV der Abb. I noch gezeichneten, ebenfalls von der Taste T geschalteten Kontaktes K ist weiter unten erläutert, wie auch die Bedeutung des Vorwiderstandes R, und des Schalters H2 mit den Polen E1,,, E2" und M".
  • Die Spannung, auf die der Kondensator CL aufgeladen wird, muß ohne Stromverbrauch angezeigt werden. Statische Instrumente scheiden für diesen Zweck wegen ihrer mechanischen Empfindlichkeit im allgemeinen aus. Bei dem Beispiel nach Abb. I, Abschnitt V, ist daher ein Röhrenvoltmeter als Anzeigeinstrument für die Spannung, auf welche CL aufgeladen ist, gewählt. Bei einer üblichen Schaltung für ein Röhrenvoltmeter mit Steuerung am Gitter der Röhre erhält man den erforderlichen hohen Eingangswiderstand nur, wenn teure Spezialröhren, sogenannte Elektrometerröhren, verwendet werden. Bei sonstigen Röhren ergibt die Ionisierung der in ihnen noch vorhandenen Gasreste durch die beschleunigten Elektronen einen zu geringen Eingangswiderstand. Das negative Gitter zieht Ionen an sich und täuscht so einen umgekehrten Gitterstrom vor, der die Kapazität CL entlädt. Beseitigen läßt sich diese Erscheinung, wenn die positive Anodenspannung nur noch so groß gewählt wird, daß die Elektronen die zur Ionisation erforderliche Geschwindigkeit nicht mehr erreichen.
  • Die Grenze hierfür liegt aber bereits bei etwa 8 V.
  • Bei einer derart niedrigen Anodenspannung läßt sich aber nicht mehr am Gitter steuern.
  • Aus diesem Grund und weil, wie oben erläutert, eine Meßspannung an CL in der Größenordnung von etwa 200 V zweckmäßig ist, wurden in weiterer Erfindung die Funktionen von Gitter und Anode der Anzeigeröhre vertauscht. Der Gitterstrom wird dann entsprechend dem umgekehrten Durchgriff der Anzeigeröhre A geändert, also durch die hohe negative Spannung der Anode, die, wie erwähnt, in der Größenordnung von 200 V liegt, gesteuert. Bei einem ausgeführten Beispiel wurde das Gitter G der Röhre A über das Anzeigeinstrument I an etwa 6 V gelegt. Die Vorteile dieser Anordnung sind: Die positive Gitterspannung kann unter der Ionisierungspannung liegen, wodurch ein hoher Isolationswiderstand erhalten bleibt, und trotz niedriger positiver Spannung kann die negative Steuerspannung groß sein, so daß die Anlaufspannung der Dioden nur wenig Einfluß auf das Meßergebnis hat.
  • Das Instrument I liegt in einer üblichen Brückenschaltung zwischen den Widerständen R, R1,R2und R8.
  • Der Gitterstrom der Anzeigeröhre A, der durch das Instrument I fließt, ist mittels R1 und R2 kompensiert und in seiner Größe durch R3 eingestellt. R3 hat gegebenenfalls einen nichteinstellbaren Teil R3,. Der Gitterstrom ist so bemessen, daß auch bei Höchstspiel, wenn z. B. der Meßkolben aus dem zugehörigen Hohlzylinder herausgenommen ist, keine unzulässige hub er lastung des Anzeigeinstrumentes eintreten kann. Eine Änderung der Gitterspannung durch Verstellen des einstellbaren Widerstandes R3 dient zur Skalenanfangspunkteinstellung am Instrument I. Der Widerstand R vor dem Gitter der Anzeigeröhre dient im wesentlichen zum Gerade- und Festhalten der Röhrenkennlinie. In die Zuleitung z zur Brücke ist gegebenenfalls noch ein Widerstand R2, eingebaut.
  • Nicht alle Röhren sind in dieser Schaltung ohne weiteres als Anzeigeröhren brauchbar. Bei Stahlröhren ist z. B. die Sockelisolation zu gering. Pentoden scheiden wegen ihrer gekrümmten Charakteristik aus. Bei einem ausgeführten Beispiel wurde eine AC 2 als Anzeigeröhre verwendet, die bei der geforderten hohen negativen Anodenspannung noch etwa den vollen Ausschlag des Anzeigeinstrumentes ergab. Die an und für sich gerade Kennlinie der AC 2 weist im Anfangsbereich Unstetigkeiten auf. Der durch den unteren Teil der Kennlinie gegebene Arbeitsbereich der Röhre wird daher zweckmäßig gemieden, so daß die Anfangskrümmungen der Kennlinie keinen Einfluß mehr haben. Die Ausschaltung dieses Arbeitsbereiches geschieht durch Erzeugung einer negativen Vorspannung an der Kathode der Anzeigeröhre A mittels eines Widerstandes R4 (vgl. Abschnitt V der Abb. 1). Hierzu kommt als weitere im Sinne einer negativen Vorspannung wirkende Spannung noch die der Nullpunktunterdrückung am Instrument I entsprechende negative Ladespannung der Kapazität CL, so daß bei Einstellung des Instrumentenzeigers auf den als untere Eichmarke benutzten Skalenanfangspunkt etwa -35V an der Anode der Anzeigeröhre wirksam sind.
  • Sämtliche Leitungen, die mit der Anode der Anzeigeröhre verbunden sind, müssen äußerst gut isoliert sein.
  • Bei einem ausgeführten Beispiel hat sich für Schalter, Röhren, Sockel usw. ein keramischer Isolierstoff bewährt.
  • Beim Betrieb eines ausgeführten Gerätes zeigte es sich, daß es weiter vorteilhaft ist, Maßnahmen zu treffen, die ein vorzeitiges Ablesen des Anzeigeinstrumentes I bei schlechter Ölfllmbildung in der Kapazität C, verhindern. Die Anordnung wurde daher so getroffen, daß das Anzeigeinstrument so lange mechanisch oder elektrisch verriegelt ist, bis der Kondensator CL auf den Meßwert aufgeladen ist. Bei dem Beispiel nach Abb. I bleibt das Anzeigeinstrument I bis zu diesem Zeitpunkt kurzgeschlossen. Die hierzu benutzte Sperr- bzw. Steuervorrichtung ist in Abschnitt IV der Abb. I dargestellt. Die Sperrvorrichtung arbeitet grundsätzlich so, daß ein Teil der verstärkten, in ihrer Höhe von Cx abhängigen Rechteckwechselspannung abgezweigt und zum Laden einer Kapazität C5 benutzt wird, deren Zeitkonstante mit derjenigen von CL übereinstimmt, wobei in Abhängigkeit vom Ladezustand der Kapazität der Sperrvorrichtung ein Relais betätigt wird, das seinerseits das Anzeigeinstrument I erst dann freigibt, wenn die Kapazität der Sperrvorrichtung und damit auch CL auf den Meßwert aufgeladen sind.
  • Die Abzweigung der verstärkten Meßspannung erfolgt bei x im Abschnitt II in Abb. I. Durch die Leitung y wird die abgezweigte Spannung zu einem Ankopplungskondensator C1 und von diesem über einen Widerstand Rsl an das Gitter G8 einer Verstärkerröhre As geführt. Für diese Verstärkerröhre As ist der Arbeitspunkt so gewählt, daß sie schon durch sehr kleine Spannungen vollständig übersteuert wird, so daß also die. im Anodenkreis auftretende Wechselspannung von der Höhe der über die Leitung y zugeführten Meßspannung nahezu vollständig unabhängig ist. Die normale Verstärkung der negativen Impulse ergibt daher auf der Anodenseite immer den gleichen Spannungsbetrag. Positive Impulse werden dagegen am Gitter insofern gleichgerichtet, als sie das Gitterpotential so ändern, daß von der Kathode Ladung auf das Gitter fließt. Wegen der Blockierung durch Cl würde das Gitter mit C1 dabei immer weiter aufgeladen werden. Damit C1 nicht aufgeladen wird, was eine unerwünschte Verschiebung des Arbeitspunktes der Röhre As bedeuten und das Gleichbleiben der an ihr ausgesteuerten Anodenspannung in Frage stellen würde, ist mit Rsl und R52 ein Spannungsteiler gebildet (vgl. Abschnitt VI der Abb. I). Das Verhältnis vonR51 und52 ist so gewählt, daß an C1 nur 1/ll der gleichgerichteten Spannung positiver Impulse auftritt.
  • Da die positiven Impulse selbst nur etwa 1/8 der Periodendauer breit sind, entspricht einer Impulsspannung von 100 V nur eine Arbeitspunktverschiebung von etwa 100 X 1/ll X 1/8 = ungefähr I,I V, was tragbar ist. Jeder negative Impuls der durch y zugeführten abgezweigten Meßspannung wird also auf einen verstärkten Betrag immer derselben Höhe gebracht. An der Anode der Röhre As liegt gegen Erde eine Kapazität Ca. Diese verzerrt die auf gleichbleibende Höhe gebrachten verstärkten Rechteckimpulse zu einer Sägezahnform, deren Höhe von der Breite der Rechteckimpulse abhängt. Die Höhe der Rechteckwechselspannung wurde also in ihrem Einfluß ausgeschaltet, dafür ist jetzt eine Spannung erzeugt, deren Höhe von der Breite der Rechteckimpulse, d. h. von der Dauer und damit von der Anzahl der ankommenden Rechteckimpulse abhängt. Diese Sägezahnimpulse werden wieder durch eine Diode gleichgerichtet. An Stelle einer besonderen Diode ist bei dem gezeichneten Beispiel die in Abschnitt III dargestellte Verdopplerdiode Da mit ihrer zweiten Anode a2 für diesen Zweck benutzt. Mit der durch die Gleichrichtung der Sägezahnimpulse entstandenen Spannung wird ein Kondensator Cb aufgeladen, und zwar jeweils auf die Spannung, die der Spitze jedes Sägezahnimpulses entspricht. In der Zeit zwischen zwei Impulsen gibt der Kondensator Co über einen Widerstand Ra seine Ladung an die Sammelkapazität C5 ab.
  • Die Zeit, mit der sich diese Kapazität C5 auflädt, ist also davon abhängig, wieviel Impulse und wie breite Impulse über die Leitung y eintreffen, jedoch nicht von der Höhe dieser ursprünglichen Steuerimpulse. Über einen Widerstand Rb gelangt die Gleichspannung von C5 an das Gitter G5 der Röhre A5 und verschiebt deren Arbeitspunkt ins Negative. Deshalb sinkt der Anodenstrom entsprechend der Zunahme der Aufladung von C5 ab. Der Anodenstrom ist aber, wie aus Abschnitt VI der Abb. I hervorgeht, dazu benutzt, um über einen Widerstand R5 und über die Kontakte 3 und 4 eines Relais S dessen Anker 7 in angezogener Stellung zu halten. Wenn also der Anodenstrom mit zunehmender Aufladung von C5 fällt, fällt schließlich der Anker 7 ab.
  • Damit wird gleichzeitig die Speisung des Relaismagneten durch Trennen der Kontakte 3- und 4 unterbrochen. Außerdem werden die Kontakte 5 und 6 des Relais, welche bis dahin das Anzeigeinstrument 1 kurzschlossen, voneinander getrennt, d. h. das Anzeigeinstrument wird freigegeben. Durch gleichzeitiges Schließen der Kontakte I und 2 wird die Sammelkapazität C5 über einen Widerstand Ra an Erde gelegt und entladen, so daß sie für ein neues Arbeitsspiel zur Verfügung steht.
  • Wenn entgegen der Trennung der Kontakte 3 und 4 das Relais S in den Sperrzustand zurückgeführt werden soll, so muß der Anker 7 wieder in die angezogene Stellung gebracht, die Magnetspule 8 des Relais also wieder erregt werden. Dies kann durch einen Schalter in der Leitung z' erfolgen, z. B. durch eine in dieser Leitung hinter einem Widerstand Re liegende Taste.
  • Bei dem in Abb. I gezeichneten Beispiel ist hierfür dieselbe Taste benutzt, die auch zum Entladen der Kapazität CL des Ladekreises für den Spitzenspannungsmesser dient. Daher führt die Leitung z zu dem in Abschnitt VI der Abb. I gegenüber der Taste T noch gezeichneten, oben bereits erwähnten KontaktK, an welchen zweckmäßig auch ein Funkenlöschkondensator Cm angeschlossen ist.
  • Da die Ladegeschwindigkeit von C5 immer nur von Anzahl und Dauer der eintreffenden Rechteckimpulse abhängt, und da die Zeitkonstante von C5 derjenigen von CL angepaßt ist, ist bei beliebiger und verschiedener Höhe der eintreffenden Rechteckimpulse die Kapazität C; auf den Meßwert aufgeladen, wenn C5 aufgeladen ist, denn die Zeitkonstante und damit, so lange die Spannung innerhalb des Impulses gleichbleibt, die Ladezeit hängen ja von der Höhe der Ladespannung nicht ab. Während aber CL auf eine je nach der Größe der Kapazität Cx verschieden hohe Meßspannung aufgeladen wird, wird in derselben Zeit C5 immer nur auf Spannungen gleicher Höhe aufgeladen.
  • Der Anodenwiderstand der Steuerröhre As ist so beschaffen, daß der Aussteuerbereich für die Wechselspannung klein, für die an C5 auftretende Gleichspannung groß ist. Dadurch erhält man hohe Schaltgenauigkeit von kleinsten bis zu höchsten Amplituden.
  • Bei einem ausgeführten Beispiel waren die Schaltmittel wie folgt bemessen: Der Ankopplungskondensator C1 hatte o,I,uF, die Kapazität C5 o,IHF, die Kapazität Ca 10 000 pF, die Kapazität Cb 5000 pF, der Widerstand R5110 MQ, der Widerstand Rs2 IMQ, der Widerstand Ra 3 MQ, der Widerstand Rb 10 der Widerstand R5 o,2 MQ und der Widerstand Rd I k Q.
  • Das Relais S muß so angebracht werden, daß magnetische oder statische Beeinflussungen des Verstärkers ausgeschlossen sind.
  • Das in Abschnitt I der Abb. I mit N bezeichnete Netzgerät ist in Abb. 3 ausführlicher dargestellt. In ihm werden alle für den Betrieb der Gesamtanordnung erforderlichen Spannungen hergestellt, gesiebt und stabilisiert. Ein Transformator g erzeugt die Anodenspannung für die Gleichrichterröhre 10. Als solche wurde bei einem ausgeführten Beispiel eine AZI verwendet. Die Siebung des Gleichstroms erfolgt mittels eines Widerstandes 11 und dreier Kapazitäten Irz, I3 und 14. Für die Stabilisierung der Gleichspannung ist ein Glimmspannungsteiler I5 vorgesehen. Der Widerstand II ist vorteilhafterweise zugleich Stabilisierungswiderstand für den Glimmspannungsteiler 15. Die Heizspannungen für die in der Gesamtanordnung außer der Gleichrichterröhre 10 enthaltenen Röhren und die Spannungen für den Betrieb der Zerhacker werden von einem weiteren Transformator I6 geliefert, dem wiederum zur Stabilisierung eine Eisenwasserstofflampe I7 vorgeschaltet ist. Für die beiden Netzleiter 18 und 19 ist zweckmäßig ein Hauptschalter 20 vorgesehen. Bei einem ausgeführten Beispiel wurde das Gerät aus einem 220-V-Wechselstromnetz mit einer Gleichspannung von + 280 V betrieben.
  • In Abb. 4 ist der im Abschnitt I der Abb. I wiedergegebene Schaltungsteil ohne das Netzgerät N und den Prüfling Cx ausführlicher dargestellt. An Stelle der in Abschnitt I von Abb. I gezeichneten einstellbaren Kapazität Cf ist eine Reihe von Kapazitäten 2I, 22, 23, 24, 25, 26 und 27 vorgesehen, wovon die Kapazität 21 einstellbar, vorzugsweise als Drehkondensator ausgebildet ist. Bei einem ausgeführten Beispiel sind diese Kapazitäten entsprechend einem Flächenunterschied von jeweils I cm2 wirksamer Prüflingsoberfläche abgestuft. Sie können durch fünf Schalter 28, 29, 30, 3I und 32 angeschaltet werden, so daß damit Cf jeweils entsprechend 1 cm2 wirksamer Prüflingsfläche vergrößert wird. Die Zwischenwerte werden mit dem einstellbaren Kondensator 21 bestrichen. Die größte einstellbare Fläche kann z. B. I7 cm2 groß sein. Bei einem ausgeführten Beispiel hatten die Kapazitäten 21 bis 27 folgende Werte: 21 regelbar um I000 pF, 22 einschließlich der Anfangskapazität von 21 = 1000 pF, 23 = I000 pF, 24 = 2000 pF, 25 = 3000 pF, 26 = 4000 pF und 27 = 5000 pF. 23 bis 27 können außerhalb des Gerätes in einer Meßbrücke abgeglichen werden, 22 jedoch nur im Gerät.
  • Dieses Abgleichen von 22 innerhalb des Gerätes läßt sich bei wie erwähnt bemessenen Schaltmitteln z. B. wie folgt verwirklichen: Es werden zunächst die Kapazitäten 21 und 23 bis 27 sowie an Stelle von 22 eine Kapazität von goo pF eingebaut. Erreicht werden soll für 22 schließlich ein Wert von I000 pF, der sich zusammensetzt aus dem Wert des für 22 gewählten Kondensators und der Anfangskapazität des Drehkondensators 21. Solange für 22 = 9oopF gewählt sind, ist der Gesamtwert einschließlich der Anfangskapazität des Drehkondensators sicher kleiner als I000 pF.
  • 21 wird nun auf Null gestellt, und 22 bis 27, also alle Vergleichskondensatoren ohne den Drehkondensator, werden eingeschaltet. Es ist dann für eine wirksame Prüflingsfläche von 16 cm2 eine Vergleichskapazität eingestellt, die nicht den Sollwert von I6 ooo pF erreicht, sondern um so viel kleiner ist, als dem Gesamtwert von 22 an I000 pF fehlen, z. B. nur 15 950 pF beträgt. Der Fehler 50: 16 000 ist klein, nämlich nur 3 0/ovo. Nun wird an die Meßleitung, d. h. in Reihe zu 22 bis 27, ein Normalkondensator der zehnfachen Sollgröße, also von I60 ooo pF-gelegt. Am Instrument erhält man dann einen bestimmten Ausschlag. Jetzt werden die Kapazitäten 23 bis 27 abgeschaltet, und an die Meßleitung werden statt der I60 ooo pF 10 000 pF gelegt. Wenn man jetzt den zunächst zu goo pF ge- wählten Kondensator für die Kapazität 22 durch Abgleichen, d. h. durch Parallellöten zusätzlicher kleiner Kondensatoren so einstellt, daß der Ausschlag des Meßinstrumentes wieder derselbe ist wie vor dem Abschalten on 23 bis 27 bei dem Anliegen von 16000 pF, erhält 22 seinen richtigen Wert.
  • Um den Einfluß auszuschalten, welchen die Kapazität der Meßleitung gegen Erde hat und welche in Abb. 4 als Kapazität 33 gestrichelt eingezeichnet ist, sind weitere Kapazitäten 34 bis 38 vorgesehen. Diese sind so groß zu wählen, daß das Verhältnis von Cf zur Erdkapazität 33 für alle Flächeneinstellungen, also für jeden Wert Cs, d. h. für jede beliebige Anschaltung der Kondensatoren 21 bis 27, gleichbleibt. Wollte man dies genau erreichen, so müßte auch eine entsprechend der einstellbaren Kapazität 21 einstellbare Erdkapazität vorhanden sein. Auf diese bauliche-Erschwerung kann aber verzichtet werden, denn auch wenn 34 bis 38 bei einer mittleren Stellung von 21 abgeglichen werden, ergeben sich für die Anfangs- und Endstellungen keine großen Fehler.
  • Das Abgleichen der Kapazitäten 34 bis 38 geschieht auf folgende Weise. Kapazität 21 wird mit etwa dem halben Wert eingeschaltet. 23 bis 27 werden abgeschaltet und die Leitungen zum Meßinstrument (39, 40 in Abb. 4) bleiben offen. Am Anzeigeinstrumentl stellt sich dann ein bestimmter Ausschlag ein. Nun wird 23 eingeschaltet und 34 so groß gewählt, daß der Ausschlag derselbe bleibt. Mit 24 bis 27 verfährt man für 35 bis 38 ebenso. Zur Kontrolle werden an die Meßleitungen 39, 40 verschiedene Kapazitätswerte bei verschiedenen Einstellungen von C, (2I bis 27) gelegt und die gefundenen Ausschläge des Instrumentenzeigers aufgeschrieben.
  • In ähnlicher Weise läßt sich die Teilung des zu Cn gehörenden Drehkondensators 2I bestimmen.
  • Wie aus Abb. 4 weiter hervorgeht, wird die Phasenverschiebung zwischen den Zerhackern Z1 und Z2 mit Hilfe eines Phasenschiebers hergestellt, der bei dem gezeichneten Beispiel aus der Kapazität C, und der Induktivität L, besteht. Die Induktivität L5 ist einstellbar. Sie ist in Abb. 5 dargestellt. Durch Verschieben der Spule 41 auf ihrem Eisenkern 42 bzw. durch Herein- und Herausschrauben des Eisenkerns bei in Betrieb befindlichem Gerät läßt sich die richtige Phasenlage einstellen. Der Eisenkern ist z. B. an der Wand des Gerätegehäuses befestigt, während die Spule auf ihm mittels der Schraube43 festklemmbar ist.
  • Cv war bei einem ausgeführten Beispiel ein Trockenelektrolytkondensator von 300,uF.
  • Welche Phasenlage vorliegt, prüft man am besten mit dem Kathodenstrahloszillographen. Für den Spannungsverlauf müssen sich dann die Bilder ergeben, die in Abb. 2 dargestellt sind. Ist die Induktivität zu groß, so fehlt die untere Hälfte der in der vorletzten Zeile in Abb. 2 dargestellten Rechteckspannung Ua, ist sie zu klein, so werden die Spannungsimpulse zu schmal, wie leicht zu übersehen ist, wenn man sich die in den ersten beiden Zeilen der Abb. 2 dargestellten Zerhackerimpulse weniger oder mehr gegeneinander versetzt denkt und die Folgen dieser Verschiebung an dem in Abschnitt I der Abb. I dargestellten Schaltbild an Hand der zugehörigen Darstellung prüft.
  • Um die Eichung des Gerätes jederzeit überprüfen zu können, sind am Anzeigeinstrument J zwei Eichmarken vorgesehen: die schon oben erwähnte Anfangsmarke E1 und eine zweite Marke E2 innerhalb des Anzeigebereiches. Durch den-in Abb. 4 dargestellten Umschalter H1 kann der Verstärker wahlweise an den Anschluß M der Meßleitung oder aber an zwei den Eichmarken entsprechende Anschlüsse E11 und E2, gelegt werden, mit denen fest eingestellte Kapazitätsnormale Cn und Cm und zugehörige Vergleichskapazitäten Cnf und Cm; verbunden sind. Die Kapazität normale sind so gewählt, daß beim Einstellen des Schalters H1 auf den Anschluß E1, das Anzeigeinstrument auf die Eichmarke E1 und beim Einstellen des Schalters H1 auf den AnschlußE2' auf die Eichmarke E2 weisen soll. Treten Abweichungen in der Anzeige auf, so ist der Zeiger auf die Marke E1 durch Regulieren der Gitterspannung an der Anzeigeröhre A mit Hilfe des Widerstandes R3 wie oben beschrieben einzustellen. Stimmt, wenn der Schalters auf den Anschluß E2' geschaltet ist, die Anzeige des Instrumentes nicht mit der Marker2 überein, so ist die Gleichspannung des zu dem Zerhacker Z1 gehörenden Kreises mit Hilfe eines einstellbaren Widerstandes RB (Abb. 4) zu ändern. So lassen sich durch abwechselndes Regulieren der Gitterspannung für die Anzeigeröhre und der Gleichspannung des Zerhackerkreises Abweichungen berichtigen. Damit der Spitzenspannungsmesser bzw. die Ladung des Kondensators C1 der Nachregelung folgt, wird gleichzeitig mit dem durch den Schalter H1 erfolgenden Anschalten der Anschlüsse Et' oder E2'.mittels eines Schalters H2 (Abschnitt IV in Abb. I) von dem der Meßstellung entsprechenden Anschluß M" auf Anschlüsse E1,, bzw.
  • E2" um- und damit ein Ableitwiderstand Ra eingeschaltet. Bei einem ausgeführten Beispiel hatte dieser einen Wert von 500 Mfl, während Cn = I0000 pF, = = I000 pF, Cm = 2000 pF und Cm; = 2000 pF gewählt waren. Zweckmäßig sind die Schalter H1 und H2 zu einem einzigen Schalter vereinigt. E1 und E2 brauchen nicht den Anfangs- und den Endpunkt der Skala des Anzeigeinstrumentes zu bilden. Bei dem beschriebenen Beispiel war E1 Anfangspunkt; aber E2 nicht Endpunkt der Skala. Wo man die Eichmarken zweckmäßig hinlegt, hängt davon ab, welchen Bereich man für die Skala wählen will. Bei anderer Wahl von Ca, C,,,,, Cm und C,,, könnte z. B. der Skalenanfang dem Spiel o, das Skalenende dem Spiel oo entsprechen.
  • Praktisch ausnutzbar wäre aber nur ein sehr kleiner Teil einer solchen Skala. Radiale Spiele unter o,4,u treten z. B. sehr selten auf. Daher war es zweckmäßig,. durch das gewählte Verhältnis C: C2; = 10000: I000 (bei 2000: 2000 = Cm: Cm» das Spiel o,4, an den Skalenanfangspunkt zu legen, den Nullpunkt also zu unterdrücken. Bei Berührung der C2 bildenden Flächen legt sich der Instrumentenzeiger somit an den Skalenanfangspunkt. Hinsichtlich der oberen Skalengrenze wird entsprechend verfahren. Die Anordnung wird z. B. so getroffen, daß schon die halbe von Za gelieferte Meßspannung beim größten in Betracht kommenden Spiel, z. B. 6 AG, den vollen Instrumentenausschlag hervorruft. Der Spielbereich von 6... cm fällt dann aus der Skala heraus, und wenn derartig große Spiele auftreten, z. B. wenn der Meßkolben aus dem Hohlzylinder herausgenommen wird, legt sich der Instrumentenzeiger an den rechten Skalenanschlag.
  • Wenn dem Skalenende die halbe Meßspannung entsprach, wird somit bei aus dem Hohlzylinder herausgenommenen Meßkolben das Anzeigeinstrument mit dem doppelten Strom überlastet. Hierin ist aber kein Nachteil der Anordnung nach der Erfindung zu sehen, denn das Anzeigeinstrument kann ohne weiteres so gewählt werden, daß es diese Überlastung ohne Schaden verträgt. So hat ein erstes ausgeführtes Gerät, bei welchem nach jeder Messung ohne abzuschalten der Meßkolben dem Hohlzylinder entnommen wurde, bisher I300 Meßstunden anstandslos überstanden.
  • Abb. 4 zeigt schließlich noch, daß an die Meßspannungszuleitung zum Zerhacker Z1 noch eine Kapazität Cz angeschaltet ist, die bei einem ausgeführten Beispiel durch einen Trockenelektrolytkondensator von 25 yF gebildet war. C5 stellt im Augenblick- des Ladens des aus C; und Cx einerseits und Rs und gegebenenfalls weiteren Widerständen andererseits gebildeten Spannungsteilers durch Z1 einen als unendlich groß anzusehenden Stromspeicher dar, so daß im Augenblick des Ladens keine meßbaren Schwankungen der Meßspannung auftreten, die sonst von der je nach der Größe von Cx verschiedenen Größe des kapazitiven Teils des Spannungsteilers abhängen würden.
  • Bei einem nach der bisher beschriebenen Anordnung ausgeführten Gerät war es zur Messung noch erforderlich, daß der Ölfilm an der Prüflingskapazität Cx mehrere Male mindestens für die Dauer von je l/loo Sekunde ohne Durchbrüche bestand, weil (Abb. 2, Zeile I) für die Zerhacker die Frequenz 100, also die Periodendauer von 1/ion Sekunde gewählt war und die negativen und positiven Impulse ausgenutzt wurden. Die Periodendauer selbst läßt sich im Interesse eines einwandfreien und sicheren Laufens der Zerhacker nicht wesentlich unter l/loo Sekunde, höchstens bis auf etwa 1/200 Sekunde verkürzen. Der Spitzenspannungsmesser war dann ablesebereit, wenn die Summe der Zeiten, in denen der Ölfilm ohne Durchbrüche bestanden hatte, etwa l/lo Sekunde betrug. Die Meßgenauigkeit betrug dabei 3 0/o, wobei sich Streuungen in den Röhreneigenschaften nur innerhalb dieser Grenzen auswirkten.
  • Die bisher beschriebene Anordnung reicht jedoch nicht aus, um Ölfilmbildungen in Cx auszuwerten, die kürzere Zeiten als etwa 1/200 Sekunde ohne Durchbrüche bestehen. Weiter unten sind andere Ausführungsformen beschrieben, bei denen auch dies ermöglicht ist.
  • Zunächst wird noch auf eine andere Ausführungsform des Verstärkers eingegangen.
  • Wie oben erwähnt, erfüllt ein einstufiger Gleichstromverstärker die Forderungen, die Rechteckwechselspannung nicht zu verzerren und nicht in unübersehbarer Weise zu verlagern. Immerhin wirkten sich Röhrenstreuungen bei der im Beispiel verwendeten AF7 noch verhältnismäßig stark aus; auch war der hohe Innenwiderstand der AF7 unerwünscht. Beide Nachteile lassen sich durch Verwendung von zwei Trioden beseitigen. Allerdings können diese nicht in einer üblichen Gleichstromverstärkerschaltung verwendet werden. Vielmehr wird in weiterer Erfindung bei einer Ausführungsform des Verstärkers mit zwei Trioden für die Ankopplung der zweiten Röhre ebenso, wie es oben für die Ankopplung des Spitzenspannungsmessers beschrieben wurde, eine Verdopplerschaltung gewählt (vgl. Abschnitt III in Abb. I). Die Schaltung, die man so erhält, ist in Abb. 6 dargestellt. Die Meßspannung kommt durch die Leitung w auf das Gitter der ersten Triode VI. An der zweiten, über eine Kapazität Cg angekoppelten Triode V2 herrschen solche Spannungsverhältnisse, daß durch Gleichrichtung der positiven Amplitude am Gitter von V2 die Wechselspannung von vornherein so stark verschoben wird, daß eine weitere, ungewollte Verschiebung nicht mehr eintreten kann. Der Ankopplungskondensator Cd hinter dem Verstärker wird zweckmäßig so groß gewählt, daß er sich in etwa 0,5 Sekunden über seinen Isolationswiderstand entlädt. Die Ankopplung des Spitzenspannungsmessers an den abgeänderten Verstärker kann dabei in derselben Weise erfolgen wie nach dem Ausführungsbeispiel nach Abb. I, also über die von der Kapazität Cd und der Diode Da gebildete Verdopplerschaltung, wie es in Abb. 6 angedeutet ist.
  • Dieses abgeänderte Ausführungsbeispiel hat jedoch den Nachteil, daß, bevor eine Messung abgelesen werden kann, drei Kapazitäten aufgeladen werden müssen, nämlich die Kapazität Ca in der Verdopplerschaltung des Verstärkers, die Kapazität Cd in der den Spitzenspannungsmesser ankoppelnden Verdopplerschaltung und schließlich der Meßkondensator Cs des Spitzenspannungsmessers. Dieser Nachteil ist bei einer dritten Ausführungsform des Verstärkers, die in Abb. 7 dargestellt ist, vermieden.
  • Bei der Ausführung nach Abb. 7, deren linker Teil dem Abschnitt I der Abb. I entspricht, sind die den Ladekreis des Spitzenspannungsmessers ankoppelnden Schaltmittel mit dem Verstärker selbst vereinigt.
  • Es sei angenommen, daß am Gitter der ersten Röhre V1 nach Abb. 7 noch keine Wechselspannung liege. Wird das Gitter jetzt z. B. durch irgendeinen absatzweise arbeitenden Schalter an Erdpotential gelegt, so hält sich dieses sehr lange, auch nach dem Abschalten des Schalters, sofern der Isolationswiderstand des an der Anode der Röhre V1 liegenden Kondensators C, und der Röhre selbst groß ist. Solange das Gitter der Röhre V1 Erdpotential hat, arbeitet sie, wenn jetzt Gleichstromimpulse auf das Gitter gelangen, wie ein normaler Gleichstromverstärker, sofern diese Impulse nicht zu lange dauern und in den Pausen zwischen den Impulsen das Gitter durch den absatzweise arbeitenden Schalter jeweils erneut an Erdpotential gelegt wird. In derselben Weise läßt sich der Spitzenspannungsmesser ankoppeln, wenn die Kathode der zum Spitzenspannungsmesser gehörenden Diode DL, die an die Röhre V2 über einen Kondensator Cc angekoppelt ist, ebenfalls, z. B. durch einen absatzweise arbeitenden Schalter, in den Pausen zwischen den Gleichstromimpulsen an Erde gelegt wird.
  • Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, an den wie erwähnt ausgebildeten zweistufigen Verstärker mit Hilfe der Verdopplerschaltung nach Abschnitt II in Abb. I anzukoppeln. Die Ankopplung in der in Abb. 7 dargestellten Weise ergibt die Möglichkeit, den absatzweise arbeitenden Schalter, der die Kathode von DL an Erde legt, mit dem absatzweise arbeitenden Schalter, der das Gitter von V2 an Erde legt, zu einem einzigen Schaltglied zu vereinigen. Der Kondensator Ce soll bei dieser Anordnung etwa hundertmal größer sein als der Meßkondensator CL des Spitzenspannungsmessers. Eine Verdopplung der Meßspannung tritt bei dieser Schaltung allerdings nicht ein; die durch die Verwendung von zwei Röhren gegebene Verstärkungsreserve ist jedoch genügend groß, um hierfür einen Ausgleich zu schaffen. Weil bei dieser Schaltung infolge der Gleichrichtung der positiven Impulse am Gitter von V2 nur noch die negativen Impulse für die Messung ausgewertet werden, während die positiven ohne Wirkung bleiben, ist es nicht mehr notwendig, daß der Ölfilm wenigstens während einer Periode, z. B. l/loo Sekunde besteht, um die positiven und die negativen Impulse zu erfassen; es genügt vielmehr, wenn der Ölfilm, wenn auch wiederholt, für die Dauer eines negativen Impulses besteht, die auf etwa 111000 Sekunde herabgesetzt werden kann. Durch Wegfall des Kondensators Cd der Verdopplungsankopplung wird die Ladegeschwindigkeit größer. Da die positiven Impulse nicht mehr gebraucht werden und ein etwaiges zufälliges Auftreten positiver Impulse nicht stört, kann der Phasenschieber Cv, Lv (Abb. 4) für den zweiten Zerhacker Z2 wegfallen. Es ist aber jetzt ein dritter ZerhackerZ3 (Abb. 7) notwendig, der die Funktionen der beiden Schalter übernimmt, welche absatzweise das Gitter von V2 und die Kathode von DL an Erde legen. In der in Abb. 7 dargestellten Schaltung muß Z2 mit der doppelten Frequenz laufen wie Zl und Z3, z. B. mit 100 Hz, wenn Zs und Z3 mit je 50 Hz laufen. Dies ist in weiterer Erfindung erreicht durch Vorschalten eines Trockengleichrichters Gl vor die Erregerwicklungen von Z1 und Z3. Immer wenn Z2 am in Abb. 7 linken Kontakt liegt, müssen Z1 und Z3 einen beliebigen ihrer beiden Kontakte geschlossen haben oder schließen.
  • Wenn die Ölfilzbildung sehr schlecht ist, so kann die oben beschriebene Sperrvorrichtung für das Anzeigeinstrument versagen. Das Anzeige instrument zeigt einen noch zu niedrigen Wert an, trotzdem schaltet das Relais S der Sperrvorrichtung. Dies rührt daher, daß, wie man bei Betrachtung im Oszillographen sieht, die bei schlechter ÖIfilmbildung entstehenden Impulse nicht mehr rechteckig sind. Der Ölfilm schlägt nicht plötzlich durch, sondern geht allmählich in den Zustand höherer Leitfähigkeit über, so daß eine hohe Anfangsspannung allmählich abfällt und statt der Rechteckimpulse mehr oder minder scharfe Spitzen entstehen. Die Spitzenspannung jedes Impulses besteht dann nur sehr kurze Zeit, während über die weitere Dauer des Impulses niedrigere Spannungen auftreten. Wie oben beschrieben, werden aber in der Sperrvorrichtung die einzelnen Impulse dadurch auf gleiche Höhe gebracht, daß gerade die Spitzen weggeschnitten werden. Der Impuls wird also von der Sammelkapazität C5 der Sperrvorrichtung mit derjenigen Dauer gezählt, die er an seinem Fuße hat.
  • Daher kommt es, daß, wenn an Stelle von Rechteckimpulsen spitze Impulse auftreten, die Sperrvorrichtung die Zeiten zählt, die der Basis jeden Impulses entsprechen, während mit der Spitzenspannung jedes Impulses der Meßkondensator des Spitzenspannungsmessers nur während einer viel kürzeren Zeit aufgeladen wurde. Daher ist die Sammelkapazität C5 der Sperrvorrichtung früher aufgeladen als der Meßkondensator CL, so daß aus diesem Grund das Relais zu früh schaltet. Dieser Nachteil wird durch die in weiterer Erfindung vorgeschlagene, in Abb. 8 dargestellte Schaltung beseitigt.
  • Die abgezweigte, verstärkte Meßspannung wird wieder über eine Leitung y einem kleinen Ankopplungskondensator C1 zugeleitet (vgl. Abschnitt VI der Abb. I). Der Kondensator C1 ist z. B. so groß gewählt, daß er sich in etwa 0,5 Sekunden über seinen Isolationswiderstand entlädt. Über diesen Kondensator gelangt die Wechselspannung ans GitterG51einer ersten Röhre51. Die Spannungsverhältnisse an dieser Röhre sind so, daß die positiven Impulse am Gitters,, gleichgerichtet werden und C1 auf ihre Spitzenspannung aufladen. Im Gegensatz zu der Ausführung nach Abschnitt VI der Abb. I ist also hier die Aufladung von C1 durch die gleichgerichteten positiven Impulse nicht verhindert. Durch diese Aufladung von Cl verschiebt sich der Arbeitspunkt der Röhre Asl so weit ins Negative, daß die Röhre jetzt nur die obersten Spitzen der Spannungsimpulse verstärkt, gerade umgekehrt wie bei der oben beschriebenen Anordnung.
  • Es wird jetzt also der untere Teil der Impulse abgeschnitten. Die Anodenspannung an der Röhre Asl ist wieder so groß gewählt, daß bereits bei der kleinsten noch zu messenden Spannung die Röhre übersteuert ist. Am Gitter2 einer zweiten Röhre A52 werden die verstärkten, infolge des übersteuerten Arbeitens der Röhre konstanten Impulsspitzen gleichgerichtet und damit die Sammelkapazität Cm so weit aufgeladen, bis das Relais S abfällt, das in derselben Weise ausgebildet sein kann, wie es in Abb. I dargestellt ist.
  • Liefert der Verstärker nur einseitige Impulse, wie es bei der an dritter Stelle beschriebenen Ausführungsr form mit zwei Trioden und Erdschalter der Fall ist (Abb. j), so muß Cl so angeschlossen werden, daß positive Impulse an das Gitter G51 der Röhre Asl gelangen, nämlich an die Anode einer Verstärkerröhre, an der positive Impulse auftreten, bei dem Verstärker nach Abb. 7 also an die Anode der ersten Verstärkerröhre.
  • In weiterer Erfindung wird noch eine Anordnung beschrieben, die es gestattet, mit gutem Wirkungsgrad auch bei solchen Ölfllmbildungen zu einem Meßergebnis zu gelangen, die nur sehr kurzzeitig und unregelmäßig bestehen. Mit dem oben beschriebenen Verstärker nach Abb. 7 war es zwar möglich, Ölfilmbildungen, die nur bis herab zu etwa 1/tooo Sekunde bestehen, für die Messung auszunutzen. Die Anordnung nach Abb. 7 arbeitet jedoch aus folgendem Grund mit schlechtem Wirkungsgrad. Die kurzzeitig bestehenden Ölfllmbildungen werden nur dann für dieMessung ausgenutzt, wenn der Ölfilm im Umschaltmoment der Zerhacker Z1-Z3 gebildet ist. Ist das nicht der Fall, sondern tritt der Ölfilm einen Augenblick später auf, so hat sich Cf über den bestehenden Kurzschluß bereits entladen, und eine Meßspannung kann erst dann wieder auftreten, wenn zufällig in einem Augenblick, in welchem die Zerhacker umschalten, ein Ölfilm gebildet ist. Wenn sich der Ölfilm sehr oft, aber immer nur kurzzeitig bildet, muß somit bei der Anordnung nach Abb. 7 mit verhältnismäßig langen Zeiten für eine Messung gerechnet werden. Dies wird vermieden, wenn die von der Kapazität Cx des Prüflings abhängige Rechteckspannung in grundsätzlich anderer Weise erzeugt wird, wie es eingangs als zweite Ausführungsform bereits erwähnt wurde und in Abb. g dargestellt ist. Die Anordnung nach Abb. 9 ersetzt die Abschnitte I, II und III der Ausführung nach Abb. I.
  • Bei der Ausführung nach Abb. 9 ist die Kapazität Cx des Prüflings über einen entsprechend der Prüilingsfläche einstellbaren Widerstand R; an eine konstante Gleichspannung gelegt. Die Spannung an dem aus und CZ gebildeten Spannungsteiler beträgt etwa 30 V.
  • Sobald sich ein Ölfilm im Prüfling gebildet hat, steigt die Spannung an Ca mit einer gewissen Geschwindigkeit so lange an, bis der Film durchschlägt. Ist die Kapazität groß, so erfolgt der Spannungsanstieg langsam. Ist die Kapazität klein, so erfolgt er schnell. Die Geschwindigkeit des Spannungsanstieges, die sich graphisch als eine Neigung ausdrückt, ist also ein Maß für die zu messende Kapazität von C. Ziel ist nun, diesen Spannungsanstieg durch für die Messung im Spitzenspannungsmesser geeignete Rechteckimpulse auszudrücken. Dies ist wie folgt verwirklicht. Die Spannung an Cx ist an das Gitter G,v einer Verstärkerröhre, z. B. einer AF7, gelegt. Diese wandelt die Spannungsänderungen in Änderungen des Anodenstromes um, dergestalt, daß einer steigenden Spannung auch ein steigender Strom entspricht, und umgekehrt. Dieser entsprechend den Spannungsschwankungen modulierte Anodenstrom wird durch die Primärwicklung einer Gegeninduktivität M geschickt.
  • An der Sekundärseite der Gegeninduktivität tritt dann die gesuchte Rechteckspannung auf. Die in der Sekundärspule induzierte Spannung ist ja nur abhängig von der Änderung des Stromes in der Primärspule je Zeiteinheit, nicht von seiner absoluten Größe. Solange die Änderung des Primärstromes linear erfolgt, bleibt die Spannung an der Sekundärspule gleich. Jeder Neigung des Stromanstieges in der Primärspule ist also eine bestimmte gleichbleibend hohe Spannung auf der Sekundärseite zugeordnet. Die Dauer der Spannungsimpulse auf der Sekundärseite ist dabei gleich der Dauer der Stromimpulse auf der Primärseite. Die Sekundärseite liefert somit sozusagen das Ergebnis der Differentiation des Stromverlaufes in der Primärseite. Da die Neigung des Stromanstieges in der Primärspule der Neigung des Spannungsanstieges an Cx entsprach, die ein Maß für CO war, ist auch die Höhe der Spannung an der Sekundärspule der Gegeninduktivität M ein Maß für C, da sie ja, wie erläutert, von der Neigung des Stromanstieges in der Primärspule abhängt. Da diese Spannung an der Sekundärspule von M, wie erläutert, als Rechteckspannung anfällt, kann sie leicht mit dem Spitzenspannungsmesser festgehalten werden. Der letztere kann dabei z. B. so ausgebildet sein, wie es in Abschnitt IV bis VI der Abb. I angegeben ist, wobei aber auch die nach Abb. 8 abgeänderte Sperrvorrichtung oder noch zu beschreibende weitere Abarten verwendet werden können. Die soeben beschriebene Anordnung nach Abb. 9 ergibt einen hohen Wirkungsgrad, da sie jede, auch die kurzzeitigste Ölfilmbildung zur Bildung eines Rechteckimpulses und damit zum Aufladen des Meßkondensators CL des Spitzenspannungsmessers ausnutzt. Bei der gegebenen Erläuterung war ein geradliniger Verlauf der Stromänderungen in der Primärspule von M vorausgesetzt, der seinerseits einen geradlinigen Verlauf der Spannungsänderungen an Cx voraussetzt. Da die Spannung aber nur bei Beginn des Aufladens von Cc geradlinig verläuft, muß, wenn der Ölfilm etwa längere Zeit ohne Durchbruch bestehen bleibt, durch besondere Schaltmittel dafür gesorgt werden, daß Cx vorübergehend kurzgeschlossen wird, bevor sich die Spannung an Cx nichtlinear ändert. Am besten erfolgt dieses Kurzschließen beim Erreichen einer Spannung von etwa 1 V, doch kann auch nach gleichen Zeiten entladen werden. Als Mittel hierfür kommt ein absatzweise arbeitender Schalter, z. B. ein Summer, in Betracht. Wenn die Ladegeschwindigkeit groß gewählt wird, ist die Schaltung gegen äußere Störeinflüsse unempfindlich.
  • Wenn die Durchbrüche des Ölfilms so schnell auftreten, daß ein Cx absatzweise kurzschließender Schalter entbehrlich ist, so muß ein solcher Schalter angeschlossen werden, wenn das Gerät mit an Stelle von Cx angeschlossenen Normalkondensatoren geeicht werden soll, in denen ja sich häufig wiederholende Durchbrüche des Dielektrikums im Gegensatz zu Cx nicht vorkommen.
  • Es kann die Forderung auftreten, das Aufladen des Ladekondensators CL des Spitzenspannungsmessers und damit das Abschalten des Meßergebnisses aus größerer Entfernung vorzunehmen. Es ist nun nicht einfach möglich, die Anschlußleitungen zu der Taste T beliebig zu verlängern, weil es dann schwierig wäre, den erforderlichen hohen Isolationswiderstand, der das selbsttätige Aufladen des Kondensators CL nahezu ganz verhindern muß, aufrechtzuerhalten. Auch bei der Verwendung eines ferngeschalteten Relais, z. B. eines Quecksilberrelais, wäre es noch schwierig, den Isolationswiderstand in der erforderlichen Höhe zu erzielen. Deshalb wird in weiterer Erfindung vorgeschlagen, das Entladen des Meßkondensators CL des Spitzenspannungsmessers über eine Glimmröhre vorzunehmen, die über beliebig lange Leitungen von nur geringem Isolationswiderstand aus beliebiger Entfernung gezündet werden kann. Abb. 10 zeigt das zugehörige Schaltbild. Der Meßkondensator CL ist an die eine Seite einer GlimmröhreGR gelegt, der die Zündspannung über eine Leitung u, den Widerstand r, und die Taste T' zugeführt wird. Der beim Niederdrücken der Taste entstehende Glimmstrom entlädt den Meßkondensator CL. Solange die Glimmröhre nicht gezündet ist, ist ihr Isolationswiderstand ausreichend hoch, um eine unzulässige Selbstentladung des Meßkondensators CL ZU verhindern.
  • Die Bedienung der Tasten T oder T' kann aber auch ganz wegfallen, wenn, wie in weiterer Ausgestaltung der Erfindung noch vorgeschlagen wird, der Ladekondensator CL des Spitzenspannungsmessers selbsttätig immer dann entladen wird, wenn die Meßspannung entweder längere Zeit ausbleibt oder einen innerhalb des Meßkondensators erreichten Wert längere Zeit nicht mehr annimmt. Um dies zu erreichen, kann beispielsweise die in Abb. 8 beschriebene Sperre so umgestaltet werden, wie es in Abb. II dargestellt ist.
  • Bei dem Beispiel nach Abb. II führt die Röhre As2 im Ruhezustand Strom. Das Relais S hat angezogen, und das über die Relaiskontakte 5 und 6 angeschlossene Anzeigeinstrument des Spitzenspannungsmessers ist gesperrt. Treffen jetzt Meßspaunungsimpulse auf dem Gitter G51 der ersten Röhre A51 ein, so werden, wie oben beschrieben, der Meßkondensator CL des Spitzenspannungsmessers sowie der Sperrkondensator C5 der Sperrvorrichtung aufgeladen. Der Arbeitspunkt ist nun so gewählt, daß die Röhre As2, an deren Gitter der Sperrkondensator C5 liegt, gesperrt wird, wenn die Ladung von C5 einen bestimmten Wert erreicht. Dieser Wert beträgt zweckmäßig etwa 21, des möglichen Höchstwertes. Wenn die Röhre A52 gesperrt wird, erhält das Relais S keinen Strom mehr und fällt ab. Das Anzeigeinstrument des Spitzenspannungsmessers wird also, weil sich die Kontakte 5 und 6 des Relais trennen, freigegeben, und das Spiel kann abgelesen werden. Gleichzeitig werden zwei Kontakte a und b des Relais S in Abb. 11 miteinander verbunden, so daß ein an den Kontakt b angeschlossener Kondensator C' mit einer über den Kontakt a zugeführten Spannung von z. B. + 300 V aufgeladen wird. Bleibt nun die Meßspannung aus, so entlädt sich C5 über R5 mit einer von der Bemessung von R5 abhängigen Geschwindigkeit. Dadurch wird die Sperrung der zweiten Röhre von A52 allmählich wieder aufgehoben, das Relais erhält wieder Strom, zieht an und sperrt durch Verbindung der Kontakte 5 und 6 das Anzeigeinstrument. Gleichzeitig aber wird C' von der Ladespannung durch Trennen der Kontakte a, b abgeschaltet und über die Kontakte b, c an die Glimmröhe GR gelegt. Die Ladespannung für C' ist so hoch zu wählen, daß die GlimmröhreGR gezündet wird, wenn der aufgeladene Kondensator C' an sie angelegt wird. Über die gezündete Glimmröhre wird der Meßkondensator CL des Spitzenspannungsmessers entladen, wie es bei der Bauart nach Abb. 10 beschrieben wurde. Die Glimmröhre bleibt in Abhängigkeit von der Bemessung und Ladespannung des Kondensators C' so lange gezündet, bis die Spannung an C' unter die Löschspannung der Glimmröhre gesunken ist. Die dann noch in C' befindliche Restladung wird durch einen zu diesem Zweck angeordneten Widerstand Rv abgeleitet. Vor die Glimmröhre ist zweckmäßig ein weiterer, kleinerer Widerstand R, geschaltet. Rv kann beispielsweise I MQ, R7 o,2 Mfl haben. Das richtige Arbeiten der Schaltung hängt von der Abstimmung der einzelnen RC-Werte, also von den verschiedenen Zeitkonstanten ab. Je nach Bedarf kann für ein schnelleres oder ein langsameres Abschalten des Spitzenspannungsmessers gesorgt werden. Bei dem Beispiel nach Abb. II werden, wie bei Abb. 8 besprochen, nur die Spitzen der Meßspannungsimpulse zur Ladung von C5 verwendet. Das selbsttätige Abschalten erfolgt daher auch, wenn die Meßspannung nicht ganz verschwindet, sondern nur auf einen Wert fällt, der unter dem Bereich der für die Messung erfaßten Spitzen liegt, weil dann an C5 keine Spannung weitergegeben wird. Auf diese Weise wird selbsttätig dafür gesorgt, daß nur normal verlaufende Meßvorgänge zu einer Ablesung führen. Wenn das selbsttätige Abschalten auch für kleiner werdende Meßwechselspan nungen vorgesehen ist, muß der Ankopplungskondensator C1 genügend große Entladezeit haben, z. B. so, daß er sich in etwa einer halben bis einigen Sekunden über seinen Isolationswiderstand entlädt.
  • Die oben beschriebene Schaltung für das Einregeln der Anzeige des Instrumentes I auf die Eichmarken E1 und E2 hat den Nachteil, daß beim Einregeln der Eichmarke E2 auch E1 nachgestellt werden muß. Es beruht dies darauf, daß sich der Widerstand der Anzeigeröhren nicht linear ändert, wenn zur Einregelung auf E2 die vom Zerhacker Z1 gelieferte Spannung durch Änderung der Größe des Widerstandes Ei: (s. Abb. 4) eingestellt wird, wobei sich gleichzeitig die Anzeige von E1 verstellt. Mit der in Abb. 12 gezeigten Schaltung läßt sich durch Wahl geeigneter Widerstandsverhältnisse bei Verwendung von nur wenig mehr Widerständen eine genügende Unabhängigkeit der Einstellung jeder Eichmarke von derjenigen der anderen erzielen. Auf die Eichmarke E1 wird wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel durch Einstellen des Widerstandes R8 in der Brücke, in welcher das Anzeigeinstrument liegt, eingeregelt. Während aber bei dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel auf die Marke E2 durch Verstellen des Widerstandes Re im Kreis des Zerhackers Z1 (Abb. 4) eingeregelt wurde, ist jetzt die vom Zerhacker Z1 kommende Leitung über Widerstand R O und R, zwischen den Widerständen Ra und R2 an das Anzeigeinstrument I geführt. Zwischen den Widerständen Ro und RX liegt an der Erde ein einstellbarer Widerstand R a, dessen Verstellung die Einregelung der Anzeige auf die Marker, bewirkt.
  • Gegebenenfalls ist dem einstellbaren Widerstand R, noch ein fester Widerstand R5 vorgeschaltet. Bei einem ausgeführten Beispiel hatten die verwendeten Widerstände folgende Werte: R2, = - 20 °°°, E2=3000, R3 = 400, RX = 300, R5 = 400, Ra = 400.
  • Die angegebenen Werte gelten unter der Voraussetzung, daß sich die Spannungen an den der Einstellung auf die Marken E1 und E2 entsprechenden Eichkapazitäten Cn und C,a wie I: 5 verhalten.

Claims (60)

  1. PATENTANsPRÜcHE: I. Anordnung zur Spielmessung durch Kapazitätsmessung, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert der in ihrer Höhe vom Prüflingsspiel abhängigen Spannung durch einen Spitzenspannungsmesser festgehalten und angezeigt wird.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüflingskapazität in Reihe mit einem zweckmäßig einstellbaren Vorwiderstand, der kapazitiv oder ohmisch.sein kann, an eine Wechselspannung gelegt ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Spitzenspannungsmesser festzuhaltende Spannung als Rechteckspannung erzeugt wird.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rechteckspannung durch ein periodisch arbeitendes Schaltglied, z. B. einen Zerhacker, aus einer Gleichspannung erzeugt wird und daß durch Umladen zwischen der Prüflings- kapazität und einer Vergleichskapazität mittels eines zweiten periodisch arbeitenden Schalters, z. B. Zerhackers, eine vom Prüflingsspiel abhängige Rechteckspannung erzeugt wird.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden periodisch arbeitenden Schalter, z. B. Zerhacker, derart synchron und phasenverschoben gegeneinander betrieben werden, daß das Kurzschließen der Prüflingskapazität durch den zweiten Schalter jeweils kurz vor dem Abschalten der Spannungsquelle durch den ersten Schalter erfolgt, während die Phasenverschiebung z. B. durch einen Phasenschieber mit zweckmäßig verstellbarer und im Betrieb nachstellbarer Induktivität eingestellt ist.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Prüflingsspiel abhängige Rechteckspannung an der Sekundärspule einer Gegeninduktivität abgegriffen wird, deren Primärspule von einem sich absatzweise ändernden, z. B. als gittergesteuerter Anodenstrom hergestellten Strom durchflossen wird, dessen Änderungen den Änderungen einer an der Prüflingskapazität entstehenden Meßspannung entsprechen, die absatzweise auftritt und z. B. infolge Durchbruchs des Dielektrikums der Prüflingskapazität wieder verschwindet.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Prüflingsspiel abhängige Rechteckwechselspannung erzeugt, einem Röhrenverstärker zugeleitet, verdoppelt und anschließend dem Spitzenspannungsmesser zugeführt wird.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch I bis 5 oder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom Prüflingsspiel abhängige Rechteckimpulse erzeugt und einem Röhrenverstärker zugeleitet werden, der nur einseitige Rechteckimpulse verstärkt, die dann dem Spitzenspannungsmesser zugeführt werden.
  9. 9. Anlage nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische oder elektrische Sperrvorrichtung für das Anzeigeinstrument des Spitzenspannungsmessers vorgesehen ist, die dieses erst dann zur Anzeige freigibt, wenn die Meßspannung in voller Höhe vorliegt, indem z. B. das Anzeigeinstrument so lange kurzgeschlossen bleibt, bis das Laden eines zum Spitzenspannungsmesser gehörenden Kondensators beendet ist.
  10. 10. Anlage nach einem der Ansprüche I bis .9, dadurch gekennzeichnet, daß Eichkapazitäten eingebaut sind, die, vorzugsweise zusammen mit zugehörigen Vergleichskapazitäten, an Stelle des Prüflings und der diesem zugeordneten Vergleichskapazität wahlweise eingeschaltet werden können, und daß der Zeiger des Anzeigeinstrumentes auf dort vorhandene Eichmarken eingestellt werden kann.
  11. II. Anlage nach einem der Ansprüche I bis I0, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von zu verschiedenen Prüflingskapazitäten passenden Vergleichskapazitäten wahlweise einschaltbar eingebaut ist.
  12. 12. Gerät nach einem der Ansprüche I bis II, dadurch gekennzeichnet, daß als Spitzenspannungsmesser ein über ein Ventil auf den Meßwert aufgeladener Kondensator dient, dessen Ladespannung durch ein Instrument ohne Stromverbrauch aus diesem Kondensator, z. B. durch ein Röhrenvoltmeter angezeigt wird.
  13. 13. Gerät nach Anspruch I2, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventil eine Diode benutzt ist, deren Kathode und, wenn eine besondere, mit der Kathode verbundene Heizwicklung vorhanden ist, auch deren Heizwicklung isoliert ist.
  14. 14. Gerät nach Anspruch 12 oder I3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspannung am Kondensator des Spitzenspannungsmessers etwa 200 V beträgt.
  15. 15. Gerät nach Anspruch 12 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator des Spitzenspannungsmessers eine diesen Kondensator kurzschließende Drucktaste zum Löschen des Meßergebnisses vorgesehen ist.
  16. I6. Gerät nach Anspruch 12 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladespannung des Spitzenspannungsmesserkondensators nicht an das Gitter, sondern an die Anode einer Triode gelegt ist, an deren mit einem durch Vorspannung eingestellten Strom behafteten Gitter das Anzeigeinstrument gelegt ist.
  17. 17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeinstrument zwecks Beseitigung der Wirkung des Ruhe- (Gitter-) Stromes in eine Widerstandsbrückenschaltung gelegt und einer der Brückenwiderstände zwecks Einstellung des Instrumentenzeigers auf den Skalen anfang einstellbar ist.
  18. I8. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine oberhalb des Nullpunktes beginnende Skala für das Anzeigeinstrument gewählt ist (Nullpunktunterdrückung).
  19. 19. Gerät nach Anspruch I6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an die Anode der auf das Anzeigeinstrument arbeitenden Triode mittels eines zwischen Kathode und Erde gelegten Widerstandes eine negative Vorspannung gelegt ist.
  20. 20. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit derselben Frequenz laufende Zerhacker verwendet sind und der eine Zerhacker die Vergleichskapazität in seinen beiden Schaltstellungen abwechselnd an den einen oder an den anderen Pol der Gleichspannungsquelle anschließt, während der andere Zerhacker in seinen beiden Schaltstellungen die Prüflingskapazität kurzschließt.
  21. 21. Anlage nach den Ansprüchen 20 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bei einer Erregung mit etwa 4 V mit einer Frequenz von z. B. Ioo Hz schwingende Zerhacker verwendet sind, deren Phasenverschiebung durch einen Phasenschieber z. B. mit einer Kapazität von etwa 300 uF bei einer z. B. mittels Schraubkernes verstellbaren Induktivität einstellbar ist.
  22. 22. Anlage nach Anspruch 20 oder 2I, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitungen der Zerhacker und gegebenenfalls auch die Erregerspulen abgeschirmt sind.
  23. 23. Anlage nach Anspruch 20 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei mit einer Frequenz von 100 Hz schwingenden Zerhackern der Isolationswiderstand R 0,2 °' MQ, die G1 + C2; Zeitkonstante also > o,2 Sekunden ist, wobei Cx die Prüflingskapazität und C; die Vergleichskapazität in ,uF bedeuten.
  24. 24. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Dielektrikum zur Ausfüllung des zu messenden Prüflingsspiels ein Öl verwendet ist, dessen spezifischer Isolationswiderstand in dem in Betracht kommenden Temperaturbereich mindestens Ioll Q cm2lcm beträgt, z. B.
    Rizinus öl.
  25. 25. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen periodisch arbeitenden Schalter, z. B. Summer, die Prüflingskapazität absatzweise entladen wird.
  26. 26. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen selbsttätig arbeitenden Schalter die Prüflingskapazität nach einer bestimmten Zeitdauer des Bestehens jedes Ladespannungsimpulses am Ladekondensator des Spitzenspannungsmessers entladen wird.
  27. 27. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein selbsttätig arbeitendes Schaltmittel die Prüflingskapazität bei Erreichen einer bestimmten Ladespannung entladen wird.
  28. 28. Gerät mit Röhrenverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstufiger Gleichstromverstärker verwendet ist.
  29. 29. Gerät mit Röhrenverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweistufiger Verstärker verwendet ist, bei welchem die Anode der ersten Röhre über einen Kondensator an das Gitter der zweiten Röhre gekoppelt ist, so daß dort die positive Amplitude gleichgerichtet und daher die aufgedrückte Rechteckwechselspannung um den größtmöglichen Betrag verschoben wird.
  30. 30. Gerät nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankopplungskondensator für die zweite Röhre so gewählt ist, daß er sich ungefähr in 0,5 Sekunden über seinen Isolatiónswiderstand entlädt.
  31. 31. Gerät nach Anspruch 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß an die Zuleitung zum Gitter der zweiten Röhre zwischen Ankopplungskondensator und Gitter ein selbsttätig absatzweise arbeitender Erdschalter gelegt ist.
  32. 32. Gerät nach einem der Ansprüche 28 und 3I, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenspannungsmesser an den Verstärker über eine Verdopplerschaltung angekoppelt ist.
  33. 33. Gerät nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß als Kopplungsglieder zwischen der Verstärkerendröhre und der Gleichrichterröhre für den Ladekondensator des Spitzenspannungsmessers ein Kondensator und eine zwischen diesem und der Kathode der Gleichrichterröhre mit ihrer Anode angekoppelte Diode benutzt ist.
  34. 34. Gerät nach Anspruch 32 und 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankopplungskondensator der Verdopplerschaltung etwa dieselbe Kapazität hat wie der Ladekondensator des Spitzenspannungsmessers.
  35. 35. Gerät nach Anspruch 3I, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kathode der über einen Kondensator an die Anode der zweiten Verstärkerröhre angekoppelten Gleichrichterróhre für den Ladekondensator des Spitzenspannungsmessers ein weiterer selbsttätig absatzweise arbeitender Erdschalter gelegt ist.
  36. 36. Gerät nach Anspruch 31 und 35; dadurch gekennzeichnet, daß die beiden selbsttätig arbeitenden Erdschalter durch einen Zerhacker gebildet sind, in dessen einer Schaltstellung das Gitter der zweiten Verstärkerröhre und in dessen anderer Schaltstellung die Kathode der Gleichrichterröhre des Spitzenspannungsmessers an Erde gelegt werden.
  37. 37. Gerät nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, die Rechteckspannung erzeugende Zerhacker und der die Erdschaltung für das Gitter der zweiten Verstärkerröhre und für die Kathode der Gleichrichterröhre des Spitzenspannungsmessers in sich vereinigende dritte Zerhacker mit halb so großer Frequenz laufen wie der die Prüflingskapazität kurzschließende zweite Zerhacker und daß dies dadurch erreicht ist, daß vor die Erregerwicklungen des ersten und dritten Zerhackers ein Trockengleichrichter geschaltet ist.
  38. 38. Anlagemit SperrvorrichtungnachAnspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der verstärkten Meßspannung abgezweigt, durch Abschneiden der Spitzen der Spannungsimpulse auf konstanten Betrag gebracht, verstärkt und zum Laden eines Kondensators verwendet ist, der hinsichtlich seiner Lade- und Entladezeitkonstanten dem Kondensator des Spitzenspannungsmessers angepaßt ist und dessen Ladespannung nach Erreichen einer gewissen Höhe ein Relais betätigt, welches das Anzeigeinstrument des Spitzenspannungsmessers freigibt.
  39. 39. Anlage nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Konstanthalten der Wechselspannung, ihre Verstärkung und die Steuerung des Relais durch eine Triode in Reflexschaltung bewirkt sind.
  40. 40. Anlage nach Anspruch 38 und 39, gekennzeichnet durch solche Wahl der Spannungsverhältnisse, daß bei der kleinsten Meßspannung die Triode schon übersteuert ist, so daß Anodenstromimpulse nicht mehr der Höhe, sondern nur noch den Breiten der auf das Gitter gegebenen Meßspannungsimpulse entsprechen, und zwar nur den Breiten der negativen Impulse, da die positiven am Gitter gleichgerichtet werden.
  41. 41. Anlage nach Anspruch 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vermeidung der Aufladung des Ankopplungskondensators durch die gleichgerichteten positiven Spannungsimpulse in der Gitterzuleitung ein Spannungsteiler derart gebildet ist, daß am Ankopplungskondensator nur ein kleiner Bruchteil, etwa 1/ll der gleichgerichteten Spannung auftritt, wobei zweckmäßig auch die Breite (Dauer) der positiven Impulse klein bemessen ist, z. B. auf 1/Æ3 der Periodendauer.
  42. 42. Anlage nach Anspruch 38 bis 4I, dadurch gekennzeichnet, daß die Breiten der Impulse als vom Ladestrom erzeugte Ladespannungen an einer an die Anode geschalteten Kapazität in Spannungshöhen umgewandelt werden, die nunmehr Sägezahnimpulse darstellen, welche durch eine Diodenstrecke nochmals gleichgerichtet und zur Aufladung einer Kapazität auf die Spitzenspannung benutzt werden, wonach diese Kapazität in der Zeit zwischen zwei Impulsen ihre Ladung an eine Sammelkapazität abgibt, welch letztere über einen Widerstand an das Gitter der Triode gelegt ist.
  43. 43. Anlage nach Anspruch 38 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Bestandteile wie folgt bemessen sind: Die die Sägezahnspannung erzeugende an der Anode liegende Kapazität zu 10 000 pF, die von dieser in den Zeiträumen zwischen zwei Impulsen aufzuladende Kapazität zu 5000 pF, der Widerstand zwischen der zuletzt genannten und der Sammelkapazität zu 3 MQ, der Entladewiderstand für die Sammelkapazität zu I kQ, die Sammelkapazität zu o, F.
  44. 44. Anlage nach einem der Ansprüche 38 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais mit drei Kontaktpaaren verwendet ist, von denen, solange der Anker angezogen ist, das eine Paar das Anzeigeinstrument des Spitzenspannungsmessers, das zweite Paar die Anodenleitung für den Relaisspeisestrom schließt und das dritte Paar für Erdung der Sammelkapazität geöffnet ist, während bei abgefallenem Relais die beiden zuerst genannten Kontaktpaare geöffnet sind, die Anzeige des Spitzenspannungsmessers also freigegeben ist, dagegen die Sammelkapazität an Erde gelegt ist.
  45. 45. Anlage nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Anodenstromkontakt des Relais eine Drucktaste, vorzugsweise mit Funkenlöschkondensator, vorgesehen ist, mit der nach Beendigung der Messung der Anodenstrom eingeschaltet und dadurch das Relais wieder in die angezogene Stellung gebracht werden kann.
  46. 46. Anlage nach Anspruch 15 und 45, gekennzeichnet durch die Vereinigung der Relaisrückführtaste mit der den Ladekondensator des Spitzenspannungsmessers kurzschließenden Löschtaste zu einem einzigen Schaltglied.
  47. 47. Anlage nach Anspruch 45 oder 46, dadurch gekennzeichnet, daß für die Taste Fernbedienung vorgesehen ist.
  48. 48. Anlage nach Anspruch 15 oder 47, dadurch gekennzeichnet, daß eine z. B. über eine Taste ferngesteuerte Glimmlampe als Schaltmittel für die Entladung des Ladekondensators des Spitzenspannungsmessers benutzt ist.
  49. 49. Anlage nach Anspruch 12 oder einem der folgenden und Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladekondensator des Spitzenspannungsmessers selbsttätig entladen wird, wenn die Meßspannung eine gewisse Zeit bestand bzw. einen vorherigen Wert längere Zeit nicht mehr erreichte und/oder wenn sie längere Zeit ausbleibt.
  50. 50. Anlage nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkapazität der Verriegelungsvorrichtung über einen Widerstand an Erde gelegt ist, so daß sie sich mit bestimmter Geschwindigkeit entlädt, während die Meßspannung ausbleibt und dadurch das in diesem Falle ohne Unterbrechung der Anodenstromzuleitung arbeitende Relais vom wiederentstehenden Anodenstrom wieder anziehen läßt, wodurch der Ladekondensator des Spitzenspannungsmessers über eine Glimmröhre an Erde gelegt wird, welche Glimmröhre ihrerseits durch einen während der Anzeigefreigabe auf die Anodenspannung aufgeladenen Kondensator im Augenblick des erfolgten Wiederanziehens des Relais gezündet wird.
  51. 51. Anlage nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Zündkondensator eine Ableitung nach Erde über einen Widerstand von etwa I MQ zur Abführung von Restladung nach dem Aufhören des Glimmröhrenstromes vorgesehen ist.
  52. 52. Anlage mit Sperreinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der verstärkten Meßspannung abgezweigt wird und die sich über einen bestimmten Spannungsbetrag erhebenden Impulsspitzen verstärkt und zum Laden eines Kondensators verwendet werden, der hinsichtlich seiner Lade- und Entladezeitkonstante dem Kondensator des Spitzenspannungsmessers angepaßt ist und dessen Ladespannung nach Erreichen einer gewissen Höhe ein Relais betätigt, welches das Anzeigeinstrument des Spitzenspannungsmessers freigibt.
  53. 53. Anlage nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwechselspannung über einen Kondensator an das Gitter einer ersten Verstärkerröhre gelegt ist, welcher Kondensator so bemessen ist, daß jeder der am Gitter gleichgerichteten positiven Impulse ihn auf seine Spitzenspannung auflädt, z. B. so, daß er sich in etwa einer halben bis einigen Sekunden über seinen Isolationswiderstand entlädt, und daß die Anodenspannung so bemessen ist, daß bei der kleinsten noch zu messenden Spannung die Röhre bereits übersteuert ist.
  54. 54. Anlage nach Anspruch 35, 36, 52 und 53, dadurch gekennzeichnet, daß der den Arbeitspunkt verlagernde Kondensator so angeschlossen ist, daß positive Impulse an das Gitter gelangen, nämlich an die Anode einer Verstärkerröhre, an der positive Impulse auftreten.
  55. 55. Anlage nach Anspruch 10 und I7 mit Einstellwiderstand für den Skalenanfang des Anzeigeinstrumentes, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem die Gitterspannung für die Anzeigeröhre beeinflussenden, zur Einstellung des Skalenanfangs benutzten Einstellwiderstand ein weiterer Einstellwiderstand für die Spannung des Zerhackerkreises vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Zeiger- ausschlag auf eine Eichmarke im mittleren Bereich oder am Ende der Anzeigeskala einstellbar ist.
  56. 56. Anlage nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum unabhängigen Einregeln auf die beiden Eichmarken vorgesehen sind.
  57. 57. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Netzteil in die Anordnung eingebaut ist, in welchem alle für den Betrieb der zu der Anordnung gehörenden Einzelgeräte erforderlichen Spannungen hergestellt und gegebenenfalls gesiebt und stabilisiert werden.
  58. 58. Anordnung nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß ein außer Kapazitäten für die Gleichstromsiebung benutzter Widerstand zugleich als Stabilisierungswiderstand für einen Glimmspannungsteiler benutzt ist.
  59. 59. Anlage nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß je Quadratzentimeter wirksamer Prüflingsoberfläche z. B. I000 pF Vergleichskapazität einschaltbar sind, während der Meßbereich z. B. von 1 bis I7 cm2 Prüflingsfläche vorgesehen ist und die Vergleichskapazitäten zweckmäßig in mehreren Stufen zuschaltbar sind und vorteilhaft eine Feineinstellung zwischen den Stufen durch einen Drehkondensator vorgesehen ist.
  60. 60. Anlage nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfluß der Kapazität Meßleitung: Erde durch weitere Kapazitäten ausgeglichen ist, die so gewählt und hinter die Vergleichskapazität geschaltet sind, daß für jede Vergleichskapazität das Verhältnis Vergleichskapazität: Erdkapazität gleichbleibt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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