DE925215C

DE925215C - Circuit arrangement for measuring the duration of individual electrical pulses

Info

Publication number: DE925215C
Application number: DEC3011A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Clamann; Werner Grahnert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-10-03
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1955-03-14

Description

Schaltungsanordnung zur Messung der Zeitdauer einzelner elektrischer Impulse Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Messung der Zeitdauer einzelner elektrischer Impulse durch Aufladung eines Kondensators, bei der die Spannung des Kondensators nach Ablauf des Impulses ein Maß für dessen Dauer ist und die Aufladung über eine Ionen- oder Elektronenstrecke in Reihe mit einem Widerstand erfolgt.Circuit arrangement for measuring the duration of individual electrical Pulses The invention relates to a circuit arrangement for measuring the duration individual electrical impulses by charging a capacitor at which the voltage of the capacitor after the impulse has expired is a measure of its duration and the charge takes place via an ion or electron path in series with a resistor.

Bei derartigen bekannten Anordnungen muß dem Impuls, dessen Dauer gemessen werden soll, eine gewisse Leistung entnommen werden. In vielen Fällen ist das durchaus möglich, z. B. praktisch bei allen Relaismessungen, nicht jedoch dann, wenn der Impuls von Fotozellen oder ähnlichen Vakuumgeräten geliefert wird, wie es z. B. bei der Messung der Öffnungszeit von fotografischen Verschlüssen der Fall ist. Es ist daher wünschenswert, zwischen dem Impulsgenerator, beispielsweise einer Fotozelle, und dem Ladekreis eine Verstäxkerröhre anzuordnen. Das bereitete aber bisher große praktische Schwierigkeiten, die im wesentlichen darin zu suchen sind, daß die Isolation der gebräuchlichen Verstärkerröhren zwischen Anode und Kathode nicht vollkommen ist und daher auch bei stärkster negativer Gittervorspannung ein Anodenstrom fließt, der im Ruhezustand des Gerätes eine unerwünschte Rufladung des Kondensators bedingt. Die für diesen Zweck notwendige Reihenschaltung von Anodenspannungsquelle (Netzanschlußgerät), Ladekondensator und Verstärkerröhre hat zur Folge, daß für das parallel zum Kondensator angeschlossene Röhrenvoltmeter ein zweites und vom ersten galvanisch getrenntes Netzanschlußgerät verwendet- werden muß, was einen erheblichen Mehraufwand und weitere Isolationsschwierigkeiten bedingt.In such known arrangements, the pulse, its duration is to be measured, a certain amount of power is to be drawn. In many cases it is that is quite possible, z. B. practically with all relay measurements, but not then, when the impulse is supplied by photocells or similar vacuum devices, such as it z. This is the case, for example, when measuring the opening time of photographic shutters is. It is therefore desirable between the pulse generator, for example one Photocell, and to arrange an amplifier tube for the charging circuit. But that prepared hitherto great practical difficulties, which are essentially to be sought in that the isolation of the common amplifier tubes between anode and cathode is not perfect and therefore also with the strongest negative grid prestress Anode current flows, which in the idle state of the device causes an undesired call charge of the Condenser conditional. The series connection of anode voltage source necessary for this purpose (Mains connection device), charging capacitor and amplifier tube has the consequence that for the tube voltmeter connected in parallel to the capacitor a second and from first electrically isolated power supply unit must be used, what a considerable Requires additional work and further insulation difficulties.

Außerdem ist der Ladestrom in seiner Stärke von dem jeweiligen Röhrenexemplar und, dessen zeitlicher Veränderung (Röhrenaltern) abhängig, so daß nach gewissen Betriebszeiten Meßungenauigkeiten entstehen und aus diesem Grunde häufig Nacheichungen vorgenommen werden müssen.In addition, the strength of the charging current depends on the respective tube specimen and, its temporal change (tube age) dependent, so that after certain Operating times Measurement inaccuracies arise and, for this reason, frequent recalibrations must be made.

Alle diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Anordnung vermieden und darüber hinaus noch besondere Vorteile erzielt. Bei der Schaltungsanordnung zur Messung der Zeitdauer einzelner elektrischer Impulse durch Rufladung eines Kondensators gemäß der Erfindung bildet der mit dem Kondensator und einer Entladungsstrecke in Reihe liegende Widerstand oder ein Teil desselben den Anodenwiderstand einer Verstärkerröhre, an deren Gitter der zu messende Impuls angelegt wird.All these disadvantages are avoided by the arrangement according to the invention and also achieved special advantages. In the circuit arrangement for measuring the duration of individual electrical impulses by charging a capacitor according to the invention forms the with the capacitor and a discharge path in Resistance lying in series or part of it is the anode resistance of an amplifier tube, to whose grid the impulse to be measured is applied.

Nachstehend wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel erläutert.The circuit arrangement according to the invention is illustrated below with reference to the drawing explained in an embodiment.

In der Schaltung nach Abb. i bedeutet i eine Verstärkerröhre, die hier als Triode gezeichnet ist, aber auch eine Pentode oder ein beliebiger anderer Typ sein kann, 2 die Klemme zum Anschluß der z. B. mit einem Stabilisator konstant zu haltenden Anodenspannung U, 3 der nicht unbedingt erforderliche Gitterableitwiderstand. Die Rufladung des Kondensators 9 erfolgt über die Widerstände q. und 5, von denen letzterer auch den Wert Null haben kann, sowie über die Entladungsstrecke 6, die hier beispielsweise als Gasentladungsstrecke (Glimmröhre) dargestellt ist, aber auch durch eine vorgespannte Diode ersetzt werden kann. An die Ausgangsklemmen 7 und 8 ist ein hochohmiger Spannungsmesser, z. B. ein elektrostatisches Voltmeter oder ein Röhrenvoltmeter, anzuschließen.In the circuit of Fig. I, i means an amplifier tube, the is drawn here as a triode, but also a pentode or any other Type can be, 2 the terminal for connecting the z. B. constant with a stabilizer to be maintained anode voltage U, 3 the not absolutely necessary grid leakage resistance. The charging of the capacitor 9 takes place via the resistors q. and 5, of which the latter can also have the value zero, as well as across the discharge path 6, the is shown here, for example, as a gas discharge path (glow tube), but can also be replaced by a biased diode. To the output terminals 7 and 8 is a high resistance voltmeter, e.g. B. an electrostatic voltmeter or a tube voltmeter.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Im Ruhezustand, d. h. ohne äußere Spannung am Gitter der Röhre i, hat dieses Kathodenpotential, die Röhre also; einen relativ hohen Anodenstrom. Bei passend gewählten Verhältnissen ist daher die Anodenspannung wegen des Spannungsabfalles am Widerstand 4 kleiner als die Zündspannung der Glimmstrecke 6, so daß der Kondensator g nicht geladen wird. Falls er von der vorangegangenen Messung noch Spannung führt, kann diese durch Druck auf die Löschtaste io beseitigt werden. An das Gitter der Röhre i wird nun der einzelne Impuls, dessen Zeitdauer gemessen werden soll, mit negativer Polarität und solcher Amplitude angelegt, da.ß der Anodenstrom der Röhre i auf Null absinkt. Hierdurch steigt die Anodenspannung bis zur Zündung der Glimmstrecke 6 an, so daß die Rufladung des Kondensators 9 mit der Ladespannung U-UV erfolgt, wenn die Brennspannung der Glimmröhre 6 mit UV bezeichnet wird. Die Zeitkonstante dieser Meßanordnung ist von der Größe der Widerstände 4 und 5 und der Kapazität des Meßkondensators 9 abhängig. Nach Schluß des Impulses erlischt die Glimmstrecke, und der Kondensator behält seine Ladung, so daß das Meßergebnis noch längere Zeit nach Ablauf des zu messenden Vorganges abgelesen werden. kann.The mode of operation of the arrangement is as follows: In the idle state, i. H. without external tension on the grid of the tube i, this cathode potential has the tube so; a relatively high anode current. With appropriately chosen conditions is therefore the anode voltage is lower than the ignition voltage because of the voltage drop across the resistor 4 the glow path 6, so that the capacitor g is not charged. If he's from the previous measurement is still live, this can be canceled by pressing the delete key io be eliminated. The single impulse, its Duration is to be measured, applied with negative polarity and such an amplitude, that the anode current of the tube i drops to zero. This increases the anode voltage to the ignition of the glow path 6, so that the call charge of the capacitor 9 with the charging voltage U-UV occurs when the operating voltage of the glow tube 6 is designated UV will. The time constant of this measuring arrangement depends on the size of the resistors 4 and 5 and the capacitance of the measuring capacitor 9 depending. After the end of the impulse the glow path goes out, and the capacitor retains its charge, so that the measurement result can be read for a long time after the process to be measured has ended. can.

Es ..ergeben sich durch die erfindungsgemäße Schaltung somit die eingangs erwähnten Vorteile. Eine Aufladung des Kondensators im Ruhezustand des Gerätes ist auch bei nicht vollkommener Isolation der Anode nicht möglich, da die Anodenspannung stets unter der Zündspannung der Entladungsstrecke 6 bleibt; ferner kann zur Erzeugung der Anodenspannung U und zum Betrieb des nachgeschalteten Röhrenvoltmeters ein gemeinsames Netzanschlußgerät verwendet werden, da beide Spannungen auf die gleiche Kathodenleitung bezogen sind; drittens ist die Anzeige von den Eigenschaften der Verstärkerröhre vollkommen unabhängig, da sie während des Impulsablaufs keinen Anodenstrom führt, d. h. überhaupt außer Betrieb ist. Als-wesentlicher Vorteil kommt aber noch hinzu, daß die Anzeige auch von der Höhe der Impulsspannung völlig unabhängig ist, wenn diese oberhalb eines bestimmten Wertes liegt. In der. Abb. 2 ist das näher veranschaulicht. Auf der Abszisse ist die Impulsspannung U;mp, auf der Ordinate der Kondensatorladestrom IC aufgetragen. Dieser beginnt nach dem oben Gesagten erst bei einer bestimmten Impulshöhe U1 und erreicht oberhalb von U2 einen konstanten Wert jmaxy da dann die Verstärkerröhre i gesperrt ist. Sind die Impulse also größer als U2, so ist die Anzeige von der Impulsspannung unabhängig, und das Röhrenvoltmeter kann unmittelbar in Zeiteinheiten, z. B. in Sekunden oder Millisekunden, geeicht werden.The circuit according to the invention thus results in the initially mentioned advantages. The capacitor is charged when the device is idle not possible even if the anode is not completely isolated, because the anode voltage always remains below the ignition voltage of the discharge gap 6; can also be used to generate the anode voltage U and for the operation of the downstream tube voltmeter a common one Mains connection device can be used, since both voltages on the same cathode line are related; third is the indication of the characteristics of the amplifier tube completely independent, as it does not carry an anode current during the pulse sequence, d. H. is out of order at all. As a major advantage, there is also that the display is completely independent of the level of the pulse voltage, if this is above a certain value. In the. Fig. 2 illustrates this in more detail. The pulse voltage U; mp is on the abscissa and the capacitor charging current is on the ordinate IC applied. According to what has been said above, this only begins with a certain one Pulse height U1 and reaches a constant value jmaxy above U2 because then the Amplifier tube i is locked. So if the impulses are greater than U2, then this is The display is independent of the pulse voltage, and the tube voltmeter can immediately in time units, e.g. B. be calibrated in seconds or milliseconds.

Durch Veränderung der Widerstände 4. bzw. 5 oder des Kondensators 9 lassen sich verschiedene Meßbereiche in weiten Grenzen einstellen. Die Meßgenauigkeit ist lediglich abhängig von der Konstanz der Betriebsspannung U an der Klemme 2, der Brennspannung UV des Glimmröhrchens 6 und des Proportionalitätsfaktors des Röhrenvoltmeters. Zu einer gemeinsamen Kontrolle dieser drei Größen wird erfindungsgemäß ein Umschalter i i vorgesehen, bei dessen Betätigung der Kondensator durch einen Widerstand 12 ersetzt und gleichzeitig die Anodenleitung der Verstärkerröhre .aufgetrennt wird; der Zeiger des Röhrenvoltmeters muß hierbei auf eine Festmarke einspielen..By changing the resistors 4. or 5 or the capacitor 9 different measuring ranges can be set within wide limits. The measurement accuracy is only dependent on the constancy of the operating voltage U at terminal 2, the burning voltage UV of the glow tube 6 and the proportionality factor of the tube voltmeter. According to the invention, a changeover switch is used for joint control of these three variables i i provided, upon actuation of the capacitor by a resistor 12 replaced and at the same time the anode lead of the amplifier tube. is separated; the pointer of the tube voltmeter must play on a fixed mark ..

Bei einer Abweichung genügt es, eine der genannten Größen, zweckmäßig die Betriebsspannung U oder den Proportionalitätsfaktor des Röhrenvoltmeters, nachzustellen.If there is a discrepancy, one of the sizes mentioned is sufficient to readjust the operating voltage U or the proportionality factor of the tube voltmeter.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit arrangement for measuring the duration individual electrical impulses by charging a capacitor over a discharge path in series with a resistor, at which the voltage of the capacitor after termination of momentum a measure of that Duration is characterized by that the resistor (4,5) or part of it (4) the anode resistance of a Amplifier tube (i) forms, to whose grid the pulse to be measured is applied.

2. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that the resistor (4,5) or the capacitor (9) designed to be variable to expand the measuring range is.

3. Circuit arrangement according to claim i and 2, characterized by the arrangement a two-pole changeover switch (i i), by actuating the capacitor (9) replaced by a resistor (i2) and the anode lead to the amplifier tube (i) is separated.