DE936997C

DE936997C - Roehrenvoltmeter zur leistungslosen Messung von Spannungen

Info

Publication number: DE936997C
Application number: DESCH9518A
Authority: DE
Inventors: Fritz Schwarzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-05-14
Filing date: 1952-05-14
Publication date: 1955-12-29

Description

Bisher bekanntgewordene Röhrenvoltmeter zur gänzlich oder nahezu leistungslosen Messung von Spannungen unter Ausnutzung des Stromverdrängungseffektes, die auch als umgekehrte Röhrenvoltmeter bezeichnet werden, haben den großen Nachteil, daß ihre Eichkurven anfangs quadratisch und dann annähernd linear verlaufen. Kleine und große Spannungen können deswegen nur innerhalb eines gewissen Bereiches ohne Umschaltung gemessen werden. Der prozentuale Anteil an Ablesefehlern innerhalb des Meßbereiches ist sehr unterschiedlich.
Die Messung kleiner Spannungen ist infolge der quadratischen Teilung des Skalenanfangs nur mit größeren Schwierigkeiten möglich.
Infolge dieser bei Röhtenvoltmetern - z. B. in Diodenschaltung - allgemein -bekannten und hief noch weit stärker in Erscheinung tretenden Fehler waren Röhrenvoltmeter nach dem Prinzip der Stromverdrängung für den praktischen Einsatz bisher häufig nicht brauchbar.
Nunmehr können diese Fehler aber vermieden und Stromverdrängungsvoltmeter für praktische Messungen hergestellt werden, und zwar so, daß sie in ihrer Verwendbarkeit nicht nur anderen bekannten Röhrenvoltmetern gleichkommen, sondern diese in vielfacher Hinsicht übertreffen. Durch die Erfindung ist also ein so gut wie leistungslos Gleich- und Wechselspannungen messendes Röhren voltmeter Wirklichkeit geworden, das zur Deckung seines Eigenbedarfs nur eine kleine Heizspannungsquelle und somit nur sehr geringen Raum benötigt, dabei aber die Nachteile der bekannten umgekehrten Röhrenvoltmeter nicht mehr aufweist.
Gemäß der Erfindung wird bei einem Röhrenvoltmeter zur gänzlich oder nahezu leistungslosen Messung von Spannungen unter Ausnutzung des Stromverdrängungseffektes eine Röhre mit Exponentialkennlinie verwendet. Es ist an sich bekannt, bei Röhrenvoltmetern Röhren mit Exponentialkennlinien zu benutzen. Es handelt sich jedoch hierbei nicht um Röhrenvoltmeter, bei denen der Stromverdrängungseffekt ausgenutzt wurde. Durch die Verwendung von Röhren mit Exponentialkennlinien für Röhrenvoltmeter der genannten - Art ergibt sich mit guter Annäherung eine logarithmische Abhängigkeit des angezeigten Anlaufstromes von der angelegten zu messenden Spannung, die die Ablesung kleiner und großer Spannungen gleich gut und mit konstanten Fehlern gestattet.
Wird außerdem die Einregelung des Nullpunktes durch eine Veränderung des Heizstromes vorgenommen, so wird der Skalenanfangspunkt für jede Messung auf dem gleichen Wert eingestellt und dabei gleichzeitig eine zeitliche Änderung der Röhrendaten, die durch Alterung bedingt ist, durch Veränderung der Kathodentemperatur und damit des Anlaufstromes ausgeglichen. Damit ist der Skalenanfangsgunkt - das ist der Eichpunkt für die kleinste meßbare Spannung - festgelegt.
Der Skalenendpunkt ist durch die Eigenart des Gerätes ebenfalls festgelegt, da zur Verdrängung der gleichen Anzahl von Elektronen auch immer die gleiche Verdrängungs- (Meß -) Spannung erforderlich ist.
Infolge der logarithmischen Eichkurve ergibt sich bei einer erfindungsgemäßen Anordnung der große Vorteil, daß durch die herstellbare Konstanz der Skalenendpunkte auch alle dazwischenliegenden Eichpunkte bestimmt sind, da die Kurve einer stetigen mathematischen Funktion gehorcht. Diese Konstanz ist durch das jeweilige Einregeln der -Heizspan-oung gewährleistet.
Zwischen Gleich- und Wechselspannungsmessungen besteht insofern ein Unterschied, als bei Wechselspannungsmessungen während der positiven Halbwelle ein Anodenstrom fließen und dieser die Meßspannungsquelle verhältnismäßig stark belasten würde. Da aber auch Wechselspannungen praktisch oder quasi leistungslos gemessen werden sollen, wird zur Unterdrückung des Anodenstromes ein Widerstand eingeschaltet. Da dieser beispielsweise in der Größenordnung von Ioe Ohm liegen kann, ist die Belastung bei der Messung von Wechselspannungen beliebiger Frequenz vernachlässigbar klein, so daß auch diese Messung als quasi statisch oder praktisch leistungslos bezeichnet werden kann.
In der Abb. I ist ein Beispiel für die Schaltung des Stromverdrängungsvoltmeters gemäß der Erfindung wiedergegeben. Darin bedeuten I die Elektronenröhre mit Exponentialkennlinie, 2 das im Gitterkreis liegende Anzeigeinstrument, 3 den für Wechselspannungsmessungen zur Unterdrückung des während der positiven Halbwelle fließenden Stromes erforderlichen Widerstand, 4 und 5 den Instrumenteneingang, 6 den Heizwiderstand zur Nullpunkteinregelung.
Die Abb. 2 zeigt die logarithmisch geteilte Skala eines verbesserten Stromverdrängungsvoltmeters.
Die Zeigerstellung entspricht der Eichstellung (Nullpunkteinregelung) .

Claims

PATENTANSPRUCH: Röhrenvoltmeter zur gänzlich oder nahezu leistungslosen Messung von Spannungen unter Ausnutzung des Stromverdrängungseffektes, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Röhre mit Exponentialkennlinie.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 671 206.