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Schaltungsanordnung zum Messen von Gleichspannungen bei verhlältnismäßig
hohem Widerstand des Meßwertgebers, insbesondere für das Messen von PH -Werten
Es
sind Schaltungsanordnungen zum Messen von Gleichspannungen bei verhältnismäßxig
hohem Widerstand des Meßwertgebers bekannt, bei denen zwei möglichst gleichartige
und unabhängig von einander arbeitende Elektronenröhrensysteme, deren Gitter gleichzeitig
durch die Meßspannung in entgegengesetztem Sinne beeinflußt werden, in einer Brücken,schaltung
liegen. Derartige Schaltungen sind besonders zum Messen von pn-Werten. geeignet.
Es ist weiterhin bekannt, bei den erwähnten Schaltungen den Meßwertgeber, beispielsweise
die p-Elektrode, durch zwei in Reihe geschaltete, zweckmäßig gleich große nnd etwa
den 50- bis IOO-fachen Betrag des Meßwertgeberwiderstandes umfassende Widerstände
zu überbrücken.
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Bei einer derartigen Schaltungsanordnung kommt es darauf an, daß
die Ausgangsspannung der Verstärkeranordnung stets gleich Null iist, wenn die vom
Meßwertgeber abgegebene Eingangsspannu.ng den Wert Null hat. Bei dem praktischen
Aufbau einer derartigen Meßanordnung können nun über die Gitter-Anoden-Kapazitäten
der Doppelelektronenröhre bzw. der beiden getrennten Elektronenröhren kapazitive
Wechselströme fließen, die in
den-hochohmigen Gitterwiderständen
entsprechende Spannungsabfälle und hierdurch hervorgerufene Anodenstromänderungen
verursachen.
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Wenn die Gitterwiderstände sehr hochohmig und die .Nnoden-Gitter-Kapazlitäten
verhältnismäßig groß sind, können die an den Gitterwiderständen hervorgerufenen
Spannungsabfälle und die ihnen entsprechenden Anoden strom änderungen so groß sein,
daß die geforderte Schaltungssymmetrie und die Nullpunkts-icherheit der Verstärkeranordnung
nicht in ausreichendem Maße vorhanden sind.
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Um den Einfluß etwaiger Unsymmetrien der Schaltungsanordnung ganz
auszuschalten, sind gemäß der Erfindung die beiden in Reihe geschalteten, den Meßwertgeber
überbrückenden hochohmigen Widerstände durch je einen Parallelkondensator überbrückt
bei einer solchen Bemessung der Kapazitäten der beiden Kündensatoren, daß ihre kapazitiven
Widerstände einen kleinen Bruchteil der Widerstandswerte der Gitterwidjerstünde
betragen.
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Hierdurch wird erreicht, daß die über die Gitter-Anoden-Kapazitäten
fließenden Wechselströme unmittelbar zur Kathode der Elektronenröhre abfließen und
an den Gitterwiderständen demzufolge keine störenden Spannungs abfälle hervorrufen
können.
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Zweckmäßig wird weiterhin in Ausgestaltung der Erfindung eine besonders
gute Schaltungssymmetrie dadurch erreicht, daß der Verknüpfungspnnkt der beiden
Widerstände über einen zusätzlichen Kondensator geerdet ist. Bei dieser Schaltungsanordnung
ist der Kathode der Verstärkerröhre praktisch Erdpotential gegeben, d. h. die gesamten
Gitterstromkreise der Röhre befinden sich praktisch auf Erdpotential. Eine Beeinflussung
des gleichstrommäßigen Verhaltens der Röhre kann jedoch nicht stattfinden, weil
die Isolationswiderstände der verwendeten Kondensatoren außerordentlich hoch sind
und selbstverständlich mehrere Größenordnungen höher liegen als die W,i.derstandswerte
der beiden an sich hochohmigen Überbrückungswiderstände.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Mit I ist eine Doppeitriode bezeichnet, deren Anoden über je einen Vorwiderstand
5 bzw. 6 auf einen zur Nullpunktei.nstellung dienenden Schleifdrahtwiderstand 10
mit der Sekundärwicklung eines Transformators 11 verbunden sind und deren Kathode
unmittelbar an diese Sekundärwicklung angeschlossen ist. Der Meßwertgeber 8, beispielsweise
eine pH-Elektrode, ist durch zwei hochohmige Widerstände I2, I3 überbrückt.
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DieqGi,tter der Röhre I sind mit den äußeren Enden der Widerstände
I2 und I3 verbunden, während die inneren Enden dieser Widerstände unmittelbar miteinander
und mit dem negativen Pol der Gitterspannungsquelle 4 verbunden sind. Die beiden
hochohmigen Überbrückungswiderstände werden gemäß der Erfindung durch di.e Kondensatoren
24 und 25 überbrückt, und der Verknüpfungspunkt der Uberbrückungswiderstände ist
weiterhin über den Kondensator 26 geerdet.
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Die Doppeltriode und die Widerstände 5, 6 und 10 bilden eine Brückenschaltung,
die über den Transformator 11 mit Wechseispannung gespeist wird.
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Die Anodenspannung der Röhre I wird mit Hilfe eines Transformators
16 auf die Gitter der Endverstärkerstufe übertragen, die in gleiche.r Weise mit
einer Doppeitriode ausgerüstet ist, wie die soeben beschriebene Verstärkerstufe.
In den Anodenkreis dieser Endstufe ist das Anzeigeinstrument eingeschaltet.
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PATENTANSPRtJCHE: I. Schaltungsanordnung zum Messen von Gleichspannungen
bei verhältnismäßig hohem Widerstand des Meßwertgebers, insbesondere für das Messen
von pH-Werten mit zwei möglichst gleichartigen, in einer Brückenschaltung liegenden
und unabhängig voneinander arbeitenden Elektronenröhrensystemen, wobei der Meßwertgeber
(8) durch zwei in Reihe geschaltete, zweckmäßig gleich große und etwa das 50- bis
100fache des Meßwertgeberwiderstandes ibetragende Widerstände (I2, I3) überbrückt
ist, und die beiden Gitter der beiden Elektronenröhrensysteme (I) gleichzeitig durch
die Meßspannung so beeinflußt werden, daß der eine Anodenstrom zu- und der andere
gleichzeitig abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß idie beiden in Reihe geschalteten,
den Meßwertgeber (8) überbrückenden hochohmigen Widerstände (I2, I3) durch je einen
Parallelkondensator (24, 25) überbrückt sind bei einer solchen Bemessung der Kapazitäten
der beiden Kondensatoren, (24, 25), daß ihre kapazitiven Widerstände einen kleinen
Bruchteil der Widerstandswerte der Gitterwiderstände (I2, I3) betragen.