DE890232C

DE890232C - Bridge circuit for determining electrical quantities

Info

Publication number: DE890232C
Application number: DES16028D
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl-Ing Stanek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-04-06
Filing date: 1939-04-06
Publication date: 1953-09-17

Description

Brückenschaltung zur Bestimmung elektrischer Größen Die Erfindung bezieht sich auf eine Brückenschaltung zur Bestimmung elektrischer Größen, beispielsweise von Widerständen.Bridge circuit for determining electrical quantities The invention relates to a bridge circuit for determining electrical quantities, for example of resistances.

Erfindungsgemäß sind zwei Brückenzweige ganz oder teilweise vom, den. Kammern oder Kammerpaaren eines Elektrometers gebildet. Die Vorzüge der so näher gekennzeichneten Meßschaltung liegen im wesentlichen in ihrem geringen Stromverbrauch und in ihrer Gebrauchsmöglichkeit innerhalb eines sehr weiten Frequenzbereiches der Brückenspeisespannung. Dieser erstreckt sich von den tiefsten Frequenzen bis zu Rundfunkfrequenzen. Darüber, hinaus kann ihre Empfindlichkeit und Meßgenauigkeit durch entsprechend hohe Wahl der Birückenspeisespann:ung auf einen ausnehmend hohen: Grad' gebracht werden, (Bruchteile eines °f..). Wegen ihres geringen Stromverbrauches eignet sich die Meßschaltung nach .der Erfindung vorzugsweise zur Bestimmung von Extremwerten, beispielsweise von sehr kleinen Kapazitäten oder sehr großen Gleich-und Wechselstromwideratänden.According to the invention, two bridge branches are wholly or partially from, the. Formed chambers or pairs of chambers of an electrometer. The merits of being so closer marked measuring circuit are essentially in their low power consumption and in their possibility of use within a very wide frequency range the bridge supply voltage. This extends from the lowest frequencies to to broadcast frequencies. In addition, its sensitivity and measurement accuracy can change due to the correspondingly high choice of the bridge supply voltage: to an exceptionally high: Degrees' (fractions of a ° f ..). Because of their low power consumption the measuring circuit according to the invention is preferably suitable for determining Extreme values, for example of very small capacities or very large equal and AC resistors.

Bei der Anwendung des Erfindungsgegenstandes zur Messung von Widerständen werden zweckmäßig in die anderen beiden Brückenzweige gleichartige Widerstände gelegt, beispielsweise eine zu messende Ind'uktivität und eine veränderbare Abgleichinduktivität. Die Messung erfolgt in diesem Fall unabhängig von der Frequenz der Brücken, speisespannung.When using the subject matter of the invention to measure resistances Resistances of the same type are expediently placed in the other two branches of the bridge, for example an inductance to be measured and a variable adjustment inductance. In this case, the measurement is independent of the frequency of the bridge supply voltage.

Wenn in Weiterbildung des Erfindungsgedankens die anderen beiden. Brückenzweige aus einem Wirk-und aus einem Blindwiderstand. gebildet werden., gelangt mau zu einer Frequenzmeßanürdnung, die den wesentlichen Vorteil der Anwendbarkeit im obenerwähnten Frequenzbereich besitzt. Zweckmäßig ist dabei der eine-.der beiden,-Widerstände veränderbar ausgebildet und, in -Frequenzeinheiten geeicht. Als Widerstand dieser Art dient vo,rzugsweise eine Kapazität.If in further development of the inventive idea the other two. Bridge branches from an active and from a reactance. be formed., got mau to a frequency measurement, which has the essential advantage of applicability in the frequency range mentioned above. One of the two resistors is useful here designed to be changeable and calibrated in -frequency units. As a resistance this Art preferably serves a capacity.

Die Fig. i zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung, das zur Messung von Widerständen geeignet ist. Es ist der zu messende (Ohrnsche) Widerstand mit i, der veränderbare (Ohmsche) Abgleichwiders.tand mit 2 bezeichnet. 3 und: ¢ bedeuten die Kammern eines Duanten- bzw. die Kammernpaare eines Quadranten< Elektrometers, dessen Nadel b-zw. bewegliche Elektrode durch 5 wiedergegeben ist. An die Klemmen 6 und 7.ist .die Brückenspeisespannung angeschlossen.. Sie kann bei der Messung Ohinscher Widerstände sowohl eine Gleich- als- auch eine Wechselspannung sein. Durch die zusätzlich eingezeichneten Induktivitäten 8" 8b_ und Kapazitäten 9a, 9b ist zum Aus!druck,gebracht, daß bei der Bestimmung einer Kapazität oder einer Induktivität als Abgleichwiderstand ebenfalls eine Kapazität oder eine Induktivität zu benutzen ist. Als Brückenspeisespannung ist in: diesem Fall- eine Wechselspannung gewählt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung versteht sich von den bekannten Brückenschaltungen her.Fig. I shows a schematic representation of an embodiment the device according to the invention, which is suitable for measuring resistances. It is the (Ohrnsche) resistance to be measured with i, the changeable (Ohmic) balancing resistance denoted by 2. 3 and: ¢ mean the chambers of a Duanten- or the chamber pairs of a quadrant <electrometer, the needle b-zw. movable electrode through 5 is reproduced. The bridge supply voltage is connected to terminals 6 and 7. When measuring Ohinscher resistances, it can be equal or equal to Be alternating voltage. Due to the additionally drawn inductances 8 "8b_ and capacitances 9a, 9b is expressed that when determining a Capacitance or an inductance as a balancing resistor is also a capacitance or an inductor is to be used. The bridge supply voltage is in: this Case- an alternating voltage selected. Understand the operation of this arrangement from the known bridge circuits.

Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Meßschaltung nach der Erfindung, wie sie mit Vorteil zur Frequenzbestimmung angewendet werden kann:. i bedeutet hier eine in Frequenzeinheiten geeichte veränderbare Kapazität, 2 einen Ohmschen Widerstand, 3 und q, wiederum die Kammerre (Kammernpaare) eines Duanten- (Quadranten,) Elektrometers und 5 dessen Nadel b:zw. bewegliche Elektrode. An 6 und -7 ist diejenige Wechselspannung an.-geschlossen, deren Frequenz bestimmt werden soll. Der Abgleich erfolgt durch Veränderung der Kar pazität i. An deren Stelle kann auch eine Induktivit.ät verwendet werden. Ferner kann statt. der Kar pazität oder Induktivität auch der Ohmsche Widerstand veränderbar ausgebildet und in Frequenzeinheitere geeicht werden.Fig. 2 shows an embodiment of the measuring circuit according to the invention, how it can be used to advantage for frequency determination: i means here a variable capacitance calibrated in frequency units, 2 an ohmic resistance, 3 and q, again the chambers (pairs of chambers) of a quantum (quadrant,) electrometer and 5 whose needle b: zw. movable electrode. AC voltage is applied to 6 and -7 an.-closed, the frequency of which is to be determined. The comparison is carried out by Change in capacity i. An inductance can also be used in its place will. Furthermore can take place. the Kar capacity or inductance also the ohmic resistance designed to be changeable and calibrated in frequency units.

Ändert sich in der Anordnung nach Fig. 2 die Frequenz der an :die Klemmen 6 und 7 angeschlossenen Spannung, so wandert in dem zugehörigen Spannungsdiagramm (Fig. 3) das Potential des Verbindungspunktes von Kapazität i und Ohmschem Widerstand :2 auf einem Halbkreis, dessen Durchmesser von .der B:rückenspeisespannun,g Ui gebildet ist. - In -dem Spannungsdiagramm gibt ferner der -Vektoe, der :den Mittelpunkt des Halbkreisdurchmessers mit dem erwähnten wandernden. Punkt verbindet, die Spannung U2 der Nadel wieder. Da das Drehmoment auf die Nadel bzw. :die bewegliche Elektrode des, Elektrometers, dem skalaren Produkt der Spannungen U, und U2 propoirtional und 99 der vom, diesen eingeschloissene Phasenwinkel ist, so zeigt das Elektrometer keinen Ausschlag, wenn U2 auf Ui senkrecht steht, d. h. wenn die Brücke in ,der Phase abgeglichen ist.Changes in the arrangement of FIG. 2, the frequency of: the Voltage connected to terminals 6 and 7, then shifts in the associated voltage diagram (Fig. 3) the potential of the junction of capacitance i and ohmic resistance : 2 on a semicircle, the diameter of which is formed by the B: back feed voltage, g Ui is. - In the voltage diagram there is also the -Vektoe, which: the center of the Semicircle diameter with the mentioned wandering. Point connects the tension U2 the needle again. Because the torque on the needle or: the movable electrode des, electrometer, the scalar product of the voltages U, and U2 proportional and 99 is the phase angle enclosed by this, so the electrometer shows no deflection if U2 is perpendicular to Ui, d. H. when the bridge in that Phase is aligned.

Ein weiteres Anwendungsgebiet der Meßschaltung nach der Erfindung bildet die Bestimmung von Klirrfaktoren mit Hilfe der Ausführungsform nach Fig. z. Sie kann beispielsweise so, vorgenommen: werden, daß: die Spannung, deren Klirrfaktor zu bestimmen ist, nacheinander auf die Brücke unter Zwischenschaltung von Siebkreisen gegeben wird, die beziehentlich- auf die Grundwelle und die ein zelnen Oberwellen der zu untersuchenden Spannung abgestimmt sind. Aus ,den einzelnen Ab,gleichschritten an der veränderbaren. Kapazität läßt sich dann verhältnismäßig leicht der- Kli.rrfaktor berechnen..Another field of application of the measuring circuit according to the invention forms the determination of distortion factors with the aid of the embodiment according to Fig. z. It can, for example, be made so that: the voltage, its distortion factor is to be determined, one after the other on the bridge with the interposition of sieve circles is given, the referring to the fundamental wave and the individual harmonics are matched to the voltage to be examined. Off, the individual off, stepping in step at the changeable. Capacity can then be relatively easily determined to calculate..

Claims

PATENT CLAIMS: i. B piece circuit for determining electrical Sizes, for example of resistors, - characterized in that two bridge branches entirely or partially formed by the chambers or chamber pairs of an electrometer are .. z. Bridge circuit according to. Claim i, characterized by d'ass, the others two bridge branches from similar resistors, for example from one another one to be measured and one for adjustment, the changeable reactance exist. 3. Bridge circuit according to claim i, characterized in that the the other two branches of the bridge are made up of an active resistance and a reactance are. q .. Bridge circuit according to claim 3, characterized in that the reactance, preferably a capacitance, designed to be variable and calibrated in frequency units is.