DE915959C

DE915959C - Device for changing the scale characteristics of electrical measuring instruments

Info

Publication number: DE915959C
Application number: DE1949P0043888
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Pfister
Original assignee: NSF NUERNBERGER SCHRAUBENFAB
Current assignee: NSF NUERNBERGER SCHRAUBENFAB
Priority date: 1949-05-26
Filing date: 1949-05-26
Publication date: 1954-08-02

Description

Einrichtung zur Abänderung der Skalencharakteristik elektrischer Meßinstrumente Es sind elektrische Widerstände bekannt, deren Widerstandswert in hohem Maße von der Temperatur abhängig ist, und zwar in dem Sinne, daß er sich bei einer Erhöhung der Temperatur stark verringert. Diese Widerstände werden auf keramischer Grundlage unter Verwendung von Titandioxyd, den Verbindungen von Erdalkalien, z. B. Barium, Strontium, und der Schwermetalle, z. B. Eisen, Kupfer u. dgl., erstellt. Solche Widerstände können bei physikalischen und elektrotechnischen Einrichtungen und Anlagen zu den verschiedensten Zwecken gebraucht werden, wie z. B. zur Konstanthaltung der Spannung bei Netzschaltungen oder auch zur Verhütung von Einschaltstromspitzen bei Verbrauchern mit positiven Temperaturkoeffizienten, wie beispielsweise Glühlampen, Elektronenröhren u. dgl. Auch zur Begrenzung des Anlaufstromes von Elektromotoren usw. sind solche Widerstände sehr geeignet.Device for changing the scale characteristics of electrical measuring instruments It electrical resistors are known whose resistance value depends to a large extent on the Temperature is dependent, in the sense that it changes with an increase in Temperature greatly reduced. These resistors are ceramic based using titanium dioxide, the compounds of alkaline earths, e.g. B. barium, Strontium, and the heavy metals, e.g. B. iron, copper and the like., Created. Such Resistances can occur in physical and electrotechnical facilities and systems are used for a wide variety of purposes, such as B. to keep the Voltage in mains switching or to prevent inrush current peaks Consumers with positive temperature coefficients, such as incandescent lamps, Electron tubes and the like, also for limiting the starting current of electric motors etc. such resistors are very suitable.

Es hat sich nun herausgestellt, daß Widerstände der oben beschriebenen Art vorzüglich zur Anderung der Skalencharakteristik elektrischer Meßinstrumente geeignet sind. Dementsprechend ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Anwendung von auf keramischer Grundlage, insbesondere unter Verwendung von Ei 02, Verbindungen von Erdalkalien, z. B. Ba, Sr, und der Schwermetalle, z. B. Fe, Cu u. dgl., erstellten Widerständen zur Abänderung der Skalencharakteristili von elektrischen Meßinstrumenten, wobei die Widerstände parallel, in Reihe oder auch parallel und in Reihe mit dem Meßwerk geschaltet sein können. Es wird mit dieser Maßnahme bezweckt, die Skalenteilung eines Meßinstrumentes zur Erzielung einer größeren Ablesegenauigkeit in bestimmten Bereichen der Skala auseinanderzuziehen oder den Meßbereich des Instrumentes zu vergrößern, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Verschiebung des Nullpunktes. It has now been found that resistors of the above-described Art excellent for changing the scale characteristics of electrical measuring instruments are suitable. Accordingly, the subject of the present invention is application of ceramic-based compounds, in particular using Ei 02 of alkaline earths, e.g. B. Ba, Sr, and the heavy metals, e.g. B. Fe, Cu and the like., Created Resistances to Modification of the scale characteristics from electrical ones Measuring instruments, with the resistances in parallel, in series or also in parallel and can be connected in series with the measuring mechanism. The purpose of this measure is to the graduation of a measuring instrument to achieve greater accuracy of reading to pull apart in certain areas of the scale or the measuring range of the instrument to increase, possibly with simultaneous shifting of the zero point.

Es sind bereits Mittel zur Erreichung einer solchen Wirkung bekannt. So hat man beispielsweise bei Drehspulinstrumenten eine unsymmetrische Einteilung der Skala dadurch erreicht, daß die Polschuhe der Feldmagnete oder der innere Eisenkern derart geformt wurden, daß der Eisenkern einen auf seinem Umfang unterschiedlichen Abstand von den Polschuhen erhält. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine kostspielige Präzisionsarbeit und läßt auch nur eine mäßige Auseinanderziehung der Skala zu, während nach der vorliegenden Er-findung auch erhebliche Veränderungen der Skala eines Meßinstrumentes erreicht werden können. Means for achieving such an effect are already known. Moving coil instruments, for example, have an asymmetrical division the scale achieved in that the pole pieces of the field magnets or the inner iron core have been shaped so that the iron core has a different circumference Distance from the pole pieces. However, this method requires an expensive one Precision work and allows only a moderate expansion of the scale, while, according to the present invention, there are also considerable changes in the scale of a measuring instrument can be achieved.

In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. I eine Schaltungsanordnung mit Meßinstrument und Widerstand in Serie, Fig. 2 ein Schaubild für die Abhängigkeit des Zeigerausschlages am Instrument von der Meßspannung bei einer Schaltung nach Fig. I, Fig. 3 eine Schaltungsanordnung, bei welcher der Widerstand parallel zum Meßinstrument liegt, Fig. 4 ein Schaubild für die Abhängigkeit des Zeigerausschlages von der Meßspannung bei einer Schaltung nach Fig. 3, Fig. 5 eine Anordnung, bei der ein Widerstand sowohl in Serie als -auch parallel zum Meßinstrument gelegt ist, Fig. 6 eine Schaltungsanordnung wie Fig. 3 in anderer Ausführungsform. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings shown. FIG. I shows a circuit arrangement with a measuring instrument and a resistor in series, FIG. 2 is a graph showing the dependency of the pointer deflection on the instrument of the measuring voltage in a circuit according to FIG. 1, FIG. 3 shows a circuit arrangement, in which the resistance is parallel to the measuring instrument, Fig. 4 is a graph for the dependence of the pointer deflection on the measuring voltage in a circuit according to Fig. 3, Fig. 5 an arrangement in which a resistor both in series and also is placed parallel to the measuring instrument, FIG. 6 shows a circuit arrangement as in FIG. 3 in another embodiment.

Wenn es sich z. B. darum handelt, die Skala von Meßinstrumenten im Bereiche der höheren Stromwerte auseinanderzuziehen, so wird, wie in Fig. I dargestellt, ein Widerstand z von geeignetem Widerstandswert aus dem beschriebenen Baustoff in Reihe mit dem Instrument geschaltet. Ein merkbare Stromdurchgang durch das Instrument I erfolgt bei dieser Anordnung erst bei einer gewissen Erwärmung des Widerstandes 2, und durch passende Wahl der Größe desselben kann erreicht werden, daß von einer bestimmten Stromschwelle ab infolge der zunehmenden Erwärmung des Widerstandes 2 mit steigendem Strom und der dadurch bedingten schnellen Erhöhung der Leitfähigkeit des Widerstandsbaustoffes der Zeiger des Instrumentes bei kleiner Stromzunahme erhebliche Bereiche der Skala überstreicht. Diese Einrichtung ist z. B. zur Zerrung der Werte im oberen Meßbereich von Spannungsanzeigern sehr geeignet. If it is z. B. is about the scale of measuring instruments in To pull apart areas of higher current values, as shown in Fig. I, a resistor z of a suitable resistance value from the building material described in Connected in series with the instrument. A noticeable passage of current through the instrument With this arrangement, I only takes place when the resistor has warmed up to a certain extent 2, and by appropriately choosing the size of it, that of one can be achieved certain current threshold as a result of the increasing heating of the resistor 2 with increasing current and the resulting rapid increase in conductivity the resistance building material of the pointer of the instrument is considerable with a small increase in current Ranges on the scale. This facility is z. B. to the distortion of values Very suitable in the upper measuring range of voltage indicators.

In Fig. 2 ist ein Schaubild für die Abhängigkeit des Zeigerausschlages a am Instrument von der Aleßspannutlg T ei einer Schaltanordnung nach Fig. I-dargestellt. Wie das Schaubild zeigt, besitzt die Meßanordnung eine erhöhte Empfindlichkeit im oberen Bereich der Skala. In Fig. 2 is a graph for the dependency of the pointer deflection a on the instrument of the Aleßspannutlg T ei a switching arrangement according to Fig. I-shown. As the diagram shows, the measuring arrangement has an increased sensitivity in upper part of the scale.

Fig. 3 zeigt eine weitere beispielsweise Ausfüh rungsform der Erfindung, mit der eine Zusammenziehung der Skala bei höheren Stromwerten und damit eine Erweiterung der Skalenteilung des Instrumentes in der Gegend des Nullpunktes erreicht wird. Fig. 3 shows another example Ausfüh approximately form of the invention, with a contraction of the scale at higher current values and thus an expansion the scale division of the instrument is reached in the area of the zero point.

Hier liegt ein Widerstand 4 aus den obenerwähnten Baustoffen parallel zum Meßinstrument 3. Solange der Widerstand 4 kalt ist und somit einen hohen Widerstandswert besitzt, fließt der größte Teil des Stromes durch das Meßinstrument. Bei zunehmen der Stromstärke erwärmt sich der Widerstand 3 und nimmt dann den größeren Teil des sich über 3 und 4 verteilenden Stromes auf. Dieser Vorgang verschärft sich mit jeder weiteren Stromzunahme in dem Sinne, daß mehr und mehr Strom durch den Widerstand 4 und nur noch ein Bruchteil desselbeii durch das Instrument 3 hindurchfließt. Die Folge hiervon ist eine starke Zusammendrängung der Skala des Instrumentes im oberen Meßbereich und damit auch eine erhebliche Erweiterung des ganzen Meßbereiches des Instrumentes bzw. eine Erhöhung der Genauigkeit im Nullpunktsbereich desselben.Here is a resistor 4 made of the building materials mentioned above in parallel to measuring instrument 3. As long as resistor 4 is cold and therefore has a high resistance value most of the current flows through the measuring instrument. When increasing The resistance 3 heats up to the current strength and then takes the greater part of the over 3 and 4 distributing stream on. This process intensifies with everyone further increase in current in the sense that more and more current flows through the resistor 4 and only a fraction of it flows through the instrument 3. the The consequence of this is a strong compression of the instrument's scale at the top Measuring range and thus also a considerable expansion of the entire measuring range of the Instrument or an increase in accuracy in the zero point range of the same.

Diese Anordnung ist besonders für Strommesse; geeignet. Soll sie jedoch für Spailnungsmessunger: Anwendung finden, so wird ein konstanter Widerstand II in eine der Zuleitungen eingeschaltet, wie es in Fig. 3 strichpunktiert angegeben ist.This arrangement is especially useful for measuring electricity; suitable. But it should for tension meters: if used, a constant resistance II switched into one of the supply lines, as indicated in Fig. 3 by dash-dotted lines is.

Fig. 4 zeigt ein Schaubild für die Abhängigkeit des Zeigerausschlages am Instrument von der Meßspannung U bei einer Schaltanordnung nach Fig. 3. 4 shows a diagram for the dependency of the pointer deflection on the instrument from the measuring voltage U in a switching arrangement according to FIG. 3.

Wie ersichtlich, besitzt die Meßanordllung eine besondere Empfindlichkeit im unteren Bereich der Skala des Meßinstrumentes und einen sehr aus gedehnten Meßbereich durch die Zusammendrän gung der Skala im oberen Bereich.As can be seen, the measuring arrangement has a particular sensitivity in the lower range of the scale of the measuring instrument and a very extended measuring range due to the collapse of the scale in the upper range.

Erfindungsgemäß kann aber auch der mittlere Bereich des Meßinstrumentes gestreckt werden, wenn eine Schrumpfung bei den Anfangs- und Endwerten der Skala in Kauf genommen werden kann Diese Bedingung ist gegeben, wenn gerade bei den mittleren Werten des Skalenhereiches eine besonders hohe Ablesegenauigkeit am Instrument er wünscht ist und bei den Anfangs- und Endwerten der Skala auf eine solche verzichtet werden kann. According to the invention, however, the middle area of the measuring instrument can also be used be stretched when there is a shrinkage at the start and end values of the scale can be accepted This condition is given, especially with the middle class Values of the scale range a particularly high reading accuracy on the instrument is desired and does not have one for the start and end values of the scale can be.

Beispielsweise Einrichtungen dieser Art stellen die Fig. 5 und 6 dar, in denen 7 und 10 die Meßwerke bezeichnen. Die beiden Figuren stimmen darin überein, daß in jedem der beiden Fälle zwei Widerstände der beschriebenen Art benutzt werden. von denen der eine in Reihe mit dem Instrument, der andere aber parallel zu demselben liegt. Examples of devices of this type are FIGS. 5 and 6 represent, in which 7 and 10 denote the measuring mechanisms. The two figures agree in it agree that two resistors of the type described are used in each of the two cases will. one of which is in series with the instrument, the other in parallel to the same.

In Fig. 5 liegt der Widerstand 6 parallel zum Instrument und der Widerstand 5 in Reihe mit beiden, während in Fig. 6 der Widerstand 8 in Reihe zum Instrument und g parallel zu beiden liegt. Eine Einrichtung nach Fig. 5 eignet sich gut als Spannungsmesser, während die Anordnung nach Fig. 6 hei Strommessungen den Vorzug verdient. Im letzteren Falle darf allerdings der Widerstand g nicht zu klein sein, weil sonst kein Strom durch den Vorschalt- widerstand 8 zum Instrument gelangt. In jedem der beiden Fälle übernimmt bei geeigneter Wahl der Widerstandswerte der in Reihe liegende Widerstand die Zusammendrängung der Anfangsskalenwerte und der im Nebenschluß liegende die Zusammendrängung der Endskalenwerte, während der mittlere Bereich für die gewünschte genauere Ablesung gestreckt wird. In Fig. 5, the resistor 6 is parallel to the instrument and the Resistor 5 in series with both, while in Fig. 6 the resistor 8 in series with the Instrument and g parallel to both. A device according to FIG. 5 is suitable good as a voltmeter, while the arrangement according to FIG. 6 is used for current measurements Deserved preference. In the latter case, however, the resistance g must not be too small because otherwise there will be no current through the resistance 8 to Instrument arrives. In each of the two cases, if a suitable choice is made, the Resistance values the series resistance the compression of the initial scale values and the shunted the compression of the end-scale values while the middle area is stretched for the desired more accurate reading.

Es sind natürlich auch Kombinationen von Widerständen aus den beschriebenen Ausgangskomponenten mit den üblichen Widerstandsarten möglich, wie ebenso auch Einrichtungen möglich sind, bei denen Widerstände aus diesen Baustoffen mit verschiedenen Temperaturkoeffizienten parallel oder in Reihe benutzt werden, wenn es sich um die Erzielung ganz bestimmter unsymmetrischer Meßbereiche bei Skaleninstrumenten handelt. Of course, there are also combinations of resistors from those described Output components with the usual types of resistance possible, as well as facilities are possible in which resistors made of these building materials with different temperature coefficients can be used in parallel or in series if the aim is to achieve a very specific one asymmetrical measuring ranges in scale instruments.

Claims

PATENT CLAIM: The application of ceramic-based, in particular using Ti ° 2 compounds of alkaline earths, e.g. B. Ba, Sr, and heavy metals, z. B. Fe, Cu od. The like., Created temperature-dependent resistances for modification the scale characteristics of electrical measuring instruments.

Referenced publications: German patent specification No. 697 058.