DE935802C - Messgeraet zur Messung des Widerstandes von beliebigen Stoffen mit erweitertem Messbereich nach dem Prinzip der Spannungsteilerschaltung - Google Patents

Description

• Meßgerät zur Messung des Widerstandes von beliebigen Stoffen mit erweitertem Meßbereich nach dem Prinzip der Spannungsteilerschaltung Die Messung des Widerstandes von verschiedensten Stoffen kann nach der bekannten Spannungsteilerschaltung bestimmt werden. Die Art der Schaltung erlaubt es, bei direkter Anzeige einen bestimmten Widerstandsbereich zu erfassen. Die gleiche Bereichgröße der erfaßbaren Widerstände kann ebenfalls durch eine Brücken- bzw. Uhmmeterschaltung erreicht werden. Der Meßbereichumfang bei den vorgenannten Schaltungen ist für viele Anwendungszwecke zu klein, z. B. für die Feuchtigkeitsmessung nach der Widerstandsmeßmethode. Hierbei wirkt sich der kleine Meßbereich dann als besonderer Nachteil aus.
• Das Prinzip der bekannten Spannungsteilerschaltung (Abb. i) soll nun kurz erläutert werden. Der Spannungsteiler besteht aus einem bekannten Widerstand R1 und einem unbekannten Widerstand Rxl, wobei an den Widerstand Rxi eine bekannte negative Meßspannung - U",1 gelegt wird. Es wird jetzt der Spannungsabfall an dem Widerstand R, im allgemeinen unter Zuhilfenahme einer Röhre Röl gemessen. Aus den bekannten Größen der Meßspannung U11, dem Widerstand R1 und der am Widerstand R1 gemessenen Spannung läßt sich somit der unbekannte Widerstand Rxl bestimmen. Der Meßbereich bei einer direkten Anzeige ist durch die Röhre bzw. einen anderen Spannungsmesser begrenzt.
• Bei einem Rxl von unendlicher Größe zeigt das Instrument I, das im Anodenkreis der Röhre liegt, Vollausschlag, da an das Gitter der Röhre leine negative Spannung gelangen kann. Wird der Widerstand R., kleiner, so steigt das negative Potential an dem Gitter der Röhre Rö, der Anodenstrom wird kleiner. Die Begrenzung des Meßbereiches nach unten ist dadurch gegeben, daß die negative Gittervorspannung einen so hohen negativen Wert erreicht, daß der Stromfluß in der Röhre aufhört.
• Dieser Nachteil des eng begrenzten Meßbereiches wird bei dem Meßgerät zur Messung des Widerstandes von beliebigen Stoffen mit erweitertem Meßbereich nach dem Prinzip der Spannungsteilerschaltung vermieden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwei der bekannten Spannungsteilerschaltungen so zusammengeschaltet sind, daß die Röhren nacheinander arbeiten und deren Ströme sich addieren. Der Spannungsteiler des Meßgerätes besteht aus den bekannten Widerständen R1 und R2, die hintereinandergeschaltet sind, und den unbekannten, beispielsweise nach Anordnung A geschalteten Widerständen Rxl und R"2. Der Widerstand Rxl wird dem Widerstand R, vorgeschaltet, und der Widerstand Rx2 liegt zum Widerstand R1 parallel (Anschluß an Bul bis Bu3). Die negative Meßspannung - Uu liegt am Widerstand Rxl (Bul). Im Gegensatz zu des bekannten Spannungsteilerschaltung werden bei der vorgeschlagenen Schaltung zwei gleich große unbekannte Widerstände benötigt, die aber in jedem Fall durch die geometrische Gestaltung der Meßelektroden herzustellen sind. An dem Widerstand R1 liegt das Gitter der Röhre Rö, und an dem Widerstand R2 liegt das Gitter der Röhre Rö, Der Anodenstrom beider Röhren wird durch das Instrument I angezeigt.
• Die Arbeitsweise der Schaltung ist folgende: Bei unendlich hohen Widerständen R, sind die Spannungen an der Röhre so gewählt, daß das Instrument I Vollausschlag zeigt. Es fließt in jeder Röhre ein Strom. Werden jetzt die unbekannten Widerstände kleiner, so entsteht an den Widerständen R1 und R2 gegenüber dem Gitter der Röhren eine größere negative Vorspannung. Die Widerstände R, und R2 sind hierbei so bemessen, daß der Widerstand R1 in jedem Fall größer ist als der Widerstand R2. An dem Gitter der Röhre Rö, herrscht also im Verhältnis zum Gitter der Röhre Rö, ständig eine höhere negative Spannung. Werden die Widerstände R"i, Rx2 kleiner, so erhöht sich die Vorspannung an beiden Röhren, derart, daß der Anodenstrom 11 erst bei der Röhre Röi und, erst wenn die Röhre Rd, fast gesperrt ist, auch der Anodenstrom 1, der Röhre R62 zurückgeht. In der Abb: 3 ist der Verlauf der Ströme 1, und J2 mit dem daraus resultierenden Strom J", in Abhängigkeit von der negativen Spannung an den Röhren aufgetragen. Der richtige Übergang des Arbeitens von Röhre Rö, auf Röhre Rö, wird durch entsprechende Dimensionierung der Widerstände R, und R2 erreicht. Bei hohen Widerständen geht in der Hauptsache der Widerstand R@, bei der Röhre Rö, ein, wobei der Widerstand R",2, der dem Widerstand Rl parallel liegt, wegen seiner Größe keine Wirkung aufweist. Erst wenn die unbekannten Widerstände kleiner werden, wirkt sich das Parallelschalten des Widerstandes R"2 zum Widerstand R1 aus und verlängert damit schon den Meßbereich der Röhre Röl, da der Widerstand R, + R., kleiner wird. Hat die Röhre Rö 1 aufgehört zu arbeiten und die Röhre Rö2 begonnen, dann wirken die Widerstände Rxl und R";2 -E- R1 als unbekannte Widerstände gegenüber dem Spannungsteilerwiderstand R2. Die Widerstände R.1, Rx2 können noch bis zu dem Wert gemessen werden, an dem der Strom J2 in der Röhre Rö 2 aufhört. Die unbekannten Widerstände R"1, Rxa können auch nach der Anordnung B der Abb. 2 geschaltet werden. Hierbei liegt jeder der zu messenden Widerstände Rxl und Rxz einseitig an der negativen Meßspannung Bu, Die weiteren Anschlüsse der Widerstände liegen an den Buchsen. Bug und Bus. Durch diese beispielsweisen Arten der Anordnung ist es nun möglich, den Widerstandsmeßbereich auf fast den doppelten Wert der bisher bekannten Anordnungen zu bringen, da die erfaßbare Spannungsänderung wesentlich größer geworden ist. Es ist also nicht mehr notwendig, bei einem etwas größer benötigten Meßbereich eine Umschaltung vorzunehmen und das Instrument mit zwei Skalen auszurüsten. Speziell macht sich eine Umschaltung sehr störend bemerkbar, wenn direkt anzeigende Geräte mit Regeleinrichtungen versehen werden sollen. Es ist daher klar ersichtlich, daß die Vergrößerung des Meßbereiches weitgehende Vorteile bringt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Meßgerät zur Messung des Widerstandes von beliebigen Stoffen mit erweitertem Meßbereich nach dem Prinzip der Spannungsteilerschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der bekannten Spannungsteilerschaltungen so zusammengeschaltet sind, daß die Röhren nacheinander arbeiten und deren Ströme sich addieren.
2. 2. Meßgerät nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R1) einen höheren Widerstandswert aufweist als der Widerstand (R2).
3. 3. Meßgerät nach Anspruch z oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R, und R2) zueinander so dimensioniert sind, daß ein gleichmäßiger Übergang des Arbeitens der Röhre (Rö,) auf Röhre (Rö 2) in bezug auf (J",) gewährleistet ist. q..
4. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R.) aus zwei gleich großen Meßstrecken besteht.
5. 5. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät in physikalischen Maßeinheiten geeicht ist.
6. 6. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät zur Feuchtemessung in den verschiedensten Stoffen mit Eichung in Prozenten H20 oder Prozenten Trockengehalt verwendbar ist.