DE910456C - Anordnung zum Messen kleiner Phasenunterschiede, insbesondere der Freiwerdezeit von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken - Google Patents

Description

• Anordnung zum Messen kleiner Phasenunterschiede, insbesondere der Freiwerdezeit von gittergesteuerten Dampf- oder Giasentladungsstrecken Für die Messung kleiner Phasenunterschiea'e von etwa 0,2 ... IO elektrischen Graden, wie sie z. B. bei der Feststellung der Freiwerdezeit gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken vorkommen, wurde bisher gewöhnlich ein Oszillograph verwendet, z. B. ein Elektronenstrabloszillograph mit einem Dreh regler zur Erzeugung der Ablenkspannung, dessen Meßskala in elektrischen Graden geeicht ist. Mit Hilfe eines derartigen Oszillographen kann die Anoden- und Gitterspannung der betreffenden Entladungsstrecke verfolgt und aus deren Verlauf die Freiwerdezeit angenähert ermittelt werden. Es besteht aber ein Bedürfnis, für diese Messungen ein einfach zu handhabendes und hauptsächlich auch empfindlicheres Gerät zur Verfügung zu haben.
• Die Erfindung betrifft nun eine Anordnung zum Messen kleiner Phasenuntersch,iede, insbesondere der Freiwerdezeit von gittergesteuerten Dampf-oder Gasentladungsstrecken. Nach der 3Erfindung werden die Spannungen verschiedener Phaseniagen den Gitterkreisen zweier Röhren zugeführt, die über zwei gleiche Anodenkreiswiderstände und eine gemeinsame, den Stromeinsatzzeitpunkt in dem Meßkreis bestimmende Hilfsröhre von der gleichen Anodengleicbspannung gespeist werden. Die nicht miteinander verbundenen Hauptelektroden der beiden Meßkreisröhren stehen über ein Meß- instrument miteinander in Verbindung, so daß dieses nur von Strom durchflossen wird, wenn eine der beiden Röhren allein Strom führt.
• Die Fig. I zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zwei Elektronenröhren I und 2, vorzugsweise der gleichen Type, liegen über Anodenwiderstände 3 und 4 parallel an einer Gleichspannung 5, in deren Zuleitung eine weitere Röhre 6 angeordnet ist. Die Anoden der Röhren I und 2 sind über ein Meßinstrument 7 miteinander verbunden.
• Weisen nun die beiden Röhren I und 2 positive Gittervorspannung auf und wird der Stromkreis durch Freigabe der Röhre 6, die beispielsweise ein gittergesteuertes Dampf- oder Gasentladungsgefäß sein kann, geöffnet, so führen die beiden Röhren I und 2 den gleichen Strom. Geringe Unterschiede, die z.B. durch etwas voneinander abweichende Charakteristiken der Röhren hervorgerufen sein können, lassen sich durch entsprechende Veränderung eines der beiden Anodenwiderstände, z. Bi. des Widerstandes 4, ausgleichen. Da die beiden Anoden gleiches Potential besitzen, fließt über das Instrument 7 auch jetzt kein Strom. Wird jedoch nun eine der Gitterspannungen, z. B. die der Röhre 1, negativ, während die der Röhre 2 noch kurze Zeit positiv bleibt, so entsteht an dem Instrument 7 eine Spannung. Der Ausschlag des Instrumentes 7 ist ein Maß für die Zeit, während der die Spannung des einen Gitters positiv, des anderen Gitters negativ ist, während der also eine Röhre allein Strom führt. Die Richtung des Instrumentausschlages gibt an, welche der beiden Röhren länger Strom führt, also welches Vorzeichen die Phasenverschiebung zwischen den beiden Gitterspannungen besitzt.
• Das Arbeitsgebiet der Röhren I und 2 wird z. B. durch passende Wahl der Charakteristik und durch hochohmige Gitterwiderstände so gewählt, daß diese stets den Sättigungsstrom führen, wenn die Spannungen an ihren Gittern positiv sind. Die Ströme der Röhren I und 2 und damit die Spannungsabfälle an den Widerständen 3 und 4 hängen also nicht von der Höhe der Gitterspannung der Röhre ab.
• Mit der Anordnung soll beispielsweise die Freiwerdezeit einer Dampf- oder Gasentladungsstrecke 8 gemessen werden. In Fig. 2a ist der Spannungsverlauf an dieser Entladungsstrecke im Gleichrichterbetrieb aufgezeichnet. UA stellt die Spannung der Anode A gegenüber der Kathode K dar, UG diejenige des Gitters G gegenüber der Kathode K. Der Gitterkreis der Röhre 8 enthält beispielsweise eine Vorspannungsquelle 9, eine Einrichtung zur Abgabe von Steuerwechselspannungen spitzer Kurvenform, z. B. einen Transformator Io und einen Gitterwiderstand II. Im Zeitpunkt t (Fig. ab) wird die Entladungsstrecke 8 gezündet, im Zeitpunkt t2 z. B. durch Phasenablösung gelöscht. Das Gitter G wirkt während der Brennzeit als Sonde und bleibt positiv, unabhängig von dem weiteren Verlauf der von außen über den Widerstand 11 aufgedrückten Steuerspannung, die inzwischen wieder negativ geworden ist. Infolge der in der Entladungsstrecke noch vorhandenen Restionen bleibt das Potential des Gitters noch bis zum Zeitpunkt t3, in dem die Restionen über das Gitter abgeführt sind, etwas positiv. Die Zeit t3 t2 ist gleich der Freiwerdezeit der Entladungsstrecke 8 (Fig. 2c).
• Die Kathoden der Röhren I und 2 sind nun mit der Kathode des Entladungsgefäßes 8, ihre Gitter über hochohmige Widerstände 12 und I3 mit dessen Anode A bzw. Gitter G verbunden. Die Hilfsröhre 6 wird periodisch z. B. immer dann freigegeben, wenn die Entladung in der Entladungsstrecke 8 eingesetzt hat, etwa mit Hilfe einer Vorspannungsquelle 14 und eines Transformators 15 mit einer gewissen Verzögerung durch den gleichen Zündimpuls, der auch die Entladungsstrecke 8 freigibt. Diese Röhre 6 hat die Aufgabe, den genau gleichzeitigen Einsatz des Stromes in den Röhren I und 2 sicherzustellen, so daß Differenzen zwischen deren Anodenströmen und damit ein Ausschlag des Instrumentes 7 nur durch unterschiedliches Aussetzen der Anodenströme in den Röhren I und 2 hervorgerufen sein kann. In der oben bezeichneten Anordnung führt das Rohr I bis zum Zeitpunkt t2, das Rohr 2 dagegen bis zum Zeitpunkt t3 Strom (Fig. 2b). Dementsprechend erhält das Instrument während t5 - t2 eine Spannung (Fig. 2 a) und sein Ausschlag ist dieser Zeitdifferenz und damit der zu messenden Freiwerdezeit der Entladungsstrecke 8 proportional.
• Die Röhre 6 kann natürlich auch zu einem beliebigen, später als t1 und früher als t2 liegenden Zeitpunkt freigegeben werden, z.B. durch eine besondere, mit den übrigen Wechselspannungen synchrone Hilfsspannung. Es kann auch an Stelle einer Dampf- oder Gasentladungsstrecke eine weitere Elektronenröhre als Röhre 6 Verwendung finden, nur muß dann dafür gesorgt werden, daß diese mindestens bis zum Zeitpunkt t8 voll geöffnet list, damit das Meßergebnis nicht gefälscht wird.
• Dies kann z. B. durch eine sinusförmige Ndlechselspannung im Gitterkreis dieser Röhre erreicht werden oder auch dadurch, daß die Röhre 6 von der gleichen Gitter spannung gesteuert wird wie die Röhre 2.
• Außer Freiwerdezeiten von Entladungsstrecken können mit der Anordnung nach der Erfindung auch andere Phasendifferenzen zwischen zwei Spannungen oder Strömen mit großer Genauigkeit gemessen werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zum Messen kleiner Phasenunterschiede, insbesondere der Freiwerdezeit von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen verschiedener Phasenlage den Gitterkreisen zweier Röhren zugeführt werden, die über zwei gleiche Anodenkreiswiderstände und eine gemeinsame, den Stromeinsatzzeitpunkt in dem Meßkreis bestimmende Hilfsröhre von der gleichen Anodengleichspannung ge- speist werden und deren nicht miteinander verbundene Hauptelektroden über ein Meßinstrument miteinander in Verbindung stehen, so daß dieses nur von Strom durchflossen wird; wenn eine der beiden Röhren allein Strom führt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektronenröhren gleicher Type Verwendung finden, die durch ihre Charakteristik und durch hochohmige Gitterwiderstände schon bei in Bezug auf die Höhe der vorhandenen Gitterspannungen geringen Spannungsänderungen vom gesperrten in den voll geöffneten Zustand übergehen.
3. 3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet daß als Vorschaltröhre, die den Zeitpunkt des Stromeinsatzes im Meßkreis bestimmt, eine synchron mit den Gitterspannungen der Meßkreisröhren gesteuerte dampf- oder gasgefüllte Hilfsentladungsstrecke dient.
4. 4. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorschaltröhre, die den Zeitpunkt des Stromeinsatzes im Meßkreis bestimmt, eine weitere Elektronenröhre Verwendung findet, deren Steuerung eine volle Offnung über die Stromführungszeit der beiden Meßkreisröhren hinaus sicherstellt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch I oder folgenden für die Messung der Freiwerdezeit von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gitterkreis der einen Meßkreisröhre die Anoden-Kathoden - Spannung, dem Gitterkreis der zweiten Meßkreisröhre die Gitter-Kathoden-Spannung der zu untersuchenden Ehtladungsstrecke zugeführt wird.