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Integrierendes Drehspulinstrument, insbesondere für magnetische Messungen
Die Erfindung betrifft integrierende Drehspulinstrumente, die unter dem Namen Fluxtneter
oder Kriechgalvan,ometer für magnetische Messungen bekannt sind.
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Solche Instrumente besitzen einehohe Empfindlichkeit. und Dämpfung.
Verbindet man sie mit einer Prüfspule, die sich in einem magnetischen Feld befindet
und in der jede Änderung des magnetischen Flusses eine Spannung induziert,
so erfolgt ein Ausschlag des Zeigers entsprechend dem Zeitintegral der Spannung,
der nach
der Fltißän#d#erung proportional ist. Um den Maximalaus,schlag gut, ablesen zu können,
werden die Dämpfung des Meßwerkes, möglichst groß und die Richtkraft möglichst klein
bemessen, so d-aß der Aumchlag sprunghiaift mit der Flußänderung, der Zeigerrücklauf
jedoch sehr langsam erfolgt und die Spannungsintegrale angenähert integriert werden.
Die geringe Richtkraft wird- durch Wahl sehr dünner Dreh#spulstromzuf ührungen au-s
einem geeigneten Werkstoff, z. B. weichem Goldbanid, ermöglicht; doch bleibet immer
eine wenn auch kleine Richtkraft bestehen, so daß die bekannten Instrumente allle
bei länger dauernden, Meseungen wegen des störendien Zeigerrücklaufes nur begrenzt
verwendungsfähig sind.
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Es ist bekannt, die RichtIkraft von Drehspulinstrumenten
dadürch
zu vetkleiinern, daß auf die Drehspule ein Stübchen aus einem para- oder dia-Magnetischen
Stoff derart, befestigt ist-, daß es im Feld des Dauerinagneten oder #in einem Hilfsfeld
ein geeignetes der Richtkraft entgegenwirkendes Drehmoment erzeugt. Bei den geringen
hier in Frage kommenden Kräften ist jedoch eine vollständige Kompensation, wie sie
die Durchführung von länger dauernden Meßreihen mit einem integriereniden Drehspulinstrument,
z. B. bei der Aufnahme von Entmaginetisierungskurven von Dauer-Magneten, erfordert,
nur sehr schwierig, zu erreichen.
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Die- Erfindung erlaubt, es, die unvermeidliche Richtkraft der Stromzuführungen
durch ein zusätzliches, &in Aussehlag annähernd proportionales Drehmoment angenähert
vollständig zu kompensieren, so daß der Zeiger auf jedem Punkt der Skala stehenbleibt,
solange keine Fliußänd#erung in der angeschlossenen Meß-spule auftritt. Sie ist
dadurch gekennzeichnet, daß der RichtIkraft ein Kippmoment des Dreh-systems bei
einer von der Senkrechten abweichenden Gebrauchsluge der Systemaclhs,-. entgegenwirkt.
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Eine zweckmäßige Ausführung der Erfindung ist in Abb. a und; 2 dargestellt,
Abb. i zeigt ein Drehspulmüßwerk mit hoher Dämpfunig inAufsdcht. Der Nullpunkt der
Skala ist mit o bezeichnet und liegt 30' voll[ linken Skalenende bei 1/3
der gesamten Skakn,läng ge; ;der Zeiger ist mit i bezeichnet, das Magnet,systein
Mit 2 und die DrehnsPule mit 3. Die beiden degengewichte zum Ausgleichen
des Zeigergewichtes sind auf den beiden mit 4 und 5 be-
zeichneten Gewindea#rnien
aufgeschraubt, die einen Winkel von 3o' bilden unid. symmetrisch zum Zeiger angeordnet
sind.
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Wenn der Zeiger infolge der Richtkraft der hier nicht eingezeichneten,
Stromzuführungen im stromlosen Zustand auf o steht, werden zunächst die beiden,
Gegengewichte so eingestellt, daß das Drehsystem vollständig ausgewogen ist; in,
der Ab-
bildung seien dies die gezeicIlmete Stellung auf Arm 5 und
die gestrichelt dargestellte Stellung auf dem Arm 4. Nun wird in, Durchführung des
Erfindungsgedankens ein zusätzliches Drehmoment, das dem Ausschlag proportionail
ist, aber der Richtkraft entgegengesetzt gerichtet ist, dadurch erzeugt, daß das
Meßwerk derart schräg angehoben wird, daß die Skala höher als das Diehsystem liegt
und daß das Balancegewicht auf dem Arm 4 in die ausgezogen dargestellte Lage auf
die Drelhachse hin verschoben wird, so daß ein Kipptnoment des Schwerpuriktes des
ganzen Drehsystems -um die Z.eigerachse, eintritt. Die Größe dieses Kippmomentes
wird bei dein für die Gebrauchslagee des Instrumentes vorgesehenen Neigungswinkel
mittels des Balance,-,e#vichües auf dem Gewindearm 4 so bemessen, daß das Richtnioment
der Stromzuführungen gerade vollständig ausgeglichen ist. Bei dem fertigen verschlossenen,
Instrument kann dürch geringes Ändem des Neigungswinkels, zweckmäßig mittelis einer
Stellschraube, der Betrag des Kippmomentes noch nachi,tist,ie,rt wer-den, In Abb.
2 ist der Verlauf der Drehinomente in Abhängigkeit vom Zeigerausschlag dargestellt.
Das Richtmoment,der Stromzuführungen ist linear vom Zeigerausschlag abhängig, das
Kippmoment ist dem Sinus des, Zeigerausschlages proportional und dem Richtniotnent
entgegengesetzt gerichtet. Da #die Sinusfunktion in. der Nähe des Nullpunktes an-,genähert
linear verläuft, heben beide sich fast auf
dem ganzen Meßbereich vollständig
auf. Ein, geringer Überschuß des Richtmoinentes am rechten EnJeder Skala ist bei
den meisten Messungen nicht störend, da dieser Bereich nur kurzzeitig benutzt wird.
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Eine vorteilhafte Anwendung findet das. erfindungsgemäße int-egrierendeDrehspulinstrument
mit kc>rnp2n-sie,rter Richtkraft, bei der Messung der Entmagnetisierungskurve von
Dauermagneten. Das Instrument wird, mit einer um die WerIkstoffprobe gewickelten
Induktionsspule verbunden und der Zeiger mit einem Hilfsstrom auf o gebracht. Dabei
kann der Nullpunktider Teilung im Gegensatz zu der in Alyl>. i. gezeichneten Teilung
am linken Skalenendee angeordnet sein. Nun wird die Probe in eineinMagnetjoch bi-s
7urSättigiung magnetisiert, wobei der Zeiger auf einen entsprechenden Wert ausschlägt.
Falls die Windungszahl der Spule entsprechend dem Querschnitt der Probe und der
Empfindlichkeit des Instrumentes gewählt wurde, kann der Betrag t&r Induktion
unmittelbar ab-, gel- esen werden, Nach Aus-.sehalten des Magnetisierungsistro,mes
gehtder Zeiger auf den, Wert der Reinanenz zurück. Mit einem regelbaren Gegenstrom
können nun weitere Werte,der Induktion im zweiten Ouadranten der Magnetisierungskurve
unmittelbar eingestellt werden; züi jedem wird die zugehörige Feldstärke in bekann-ter
Weise, z. B. mit einem magnetischen Spannungsmesser nach Rogowski oder mit einer
=laufenden Spule, gemessen. Mit den bekannten, nicht kompensierten Instrumenten
wandert während des Einstellens der Mießpunkte der Zeiger unter der Wirkung der
Richtkraft ab, so daß ein, genurues Messen nicht möglich war.