DE938295C

DE938295C - Kreuzspul-Messgeraet

Info

Publication number: DE938295C
Application number: DEV4484A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl-Ing Brinkmann
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1952-04-03
Filing date: 1952-04-03
Publication date: 1956-01-26

Description

Kreuzspul-Meßgerät Die Erfindung betrifft ein Kreuzspul-Meßgerät mit Drehmagnet und einem Zeigerausschlag von 270", das infolge des großen Zeigerausschlages eine Verwendung für alle Femmeßzwecke erlaubt, bei denen die zu messende Größe auf die Einstellung eines Ohmschen Widerstandes zurückgeführt werden kann und ein großer Zeigerausschlag erwünscht ist. Die bekannten Kreuzspul-Meßgeräte lassen einen Zeigerausschlag über go" nur mit besonders aufwendigen Mitteln erreichen.
Das Gerät nach der Erfindung ist ein Drehmagnetgerät mit vier Spulen, von welchen zwei mit entgegengesetzter Wicklungsrichtung gleichachsig üb ereinandergewickelt sind, während die beiden anderen, auf den Mittelpunkt des Drehmagneten bezogen, um i go" dagegen versetzt angeordnet sind. Die beiden erstgenannten Spulen sind einerseits je mit dem Anfang bzw. dem Ende des Potentiometers verbunden, auf ihrer anderen Seite zusammen und mit der dritten Spule in Reihe geschaltet. Die vierte, zur dritten gegensinnig geschaltete Spule ist von dem Potentiometerwiderstand unabhängig. Der resultierende magnetische Vektor sämtlicher Spulen dreht sich von einer Anfangsrichtung bis zum Endausschlag von etwa 270", wenn der Gleitkontakt des Potentiometerwiderstandes vom einen bis zum anderen Ende verschoben wird. Durch passende Bemessung der Windungszahlen und des Ohmschen Widerstandes der Spulen oder zusätzliche Ohmsche Widerstände kann der Ausschlag auch kleiner oder größer gehalten werden.
Fig. r zeigt das Vektordiagramm der einzelnen Feldvektoren und ihrer Resultate für einen bestimmten Zeigerausschlag. Man ersieht aus ihm ohne weiteres, daß für Wb # iB >W B' # iB, der resultierende Vaktor im I. oder II. Quadranten liegt, je nachdem WA # iA # WA' # iA, ist. Ebenso liegt der resultierende Vektor im III. oder IV. Quadranten, je nachdem WA # iA # WA' # iA' ist, wenn gleichzeitig WB <WB' E' ist. Dabei bedeuten WA, WA', WB und WB, die Windungszahlen der vier Spulen und iA, iA' iB und iB' die die Sulen jeweils durchfließenden Ströme.
Fig. 2 zeigt die Leitungsführung und die räumliche Anordnung der Spulen zum Drehmagnet, auf dessen Achse der Zeiger sitzt. Der Drehmagnet I ist kreisscheiben- oder ringförmig und besitzt ein Polpaar.
Er besteht aus einem Werkstoff von großer Koerzitivkraft. Seitlich liegen die übereinander und gegenläufig gewickelten Spulen WA und WA' Senkrecht zu dem Durchmesser des Magneten, der durch die gemeinsame Achse beider Spulen geht, liegen die Achsen der Spulen Wg und WB/. Auf dem Potentiometer Rp gleitet der Kontakt 2, der von der zu messenden Größe gesteuert wird. U ist die Stromquelle und R, ein Zusatzwiderstand zur Einstellung von is/.
Das Widerstandsschaltbild zeigt Fig. 3. Mit RÄ, Raps, RB und Ru, sind die OhmschenWiderstände der Spulen WÄ, WA', WB und WB' bezeichnet, während x R, und (1-x) R, RZ"die Teilwiderstände des Potentiometerwiderstandes sind.
Aus dem Vektordiagramm folgt; daß die Drehung des Magneten bzw. des Zeigers gegeben ist durch +iB#WB-iB'#WB" tg #=#, (1) +iA#WA-iA"#WA' wobei iB' # WB' nach dem Schaltbild der Fig. 3 für alle Zeigerstellungen konstant und von dem Potentiometerwiderstand unabhängig ist. Ebenso wie aus dem Vektor diagramm ersieht man auch aus dieser Formel, daß # bei geeigneter Bemessung der Spulenwindungszahlen und der Widerstände in allen vier Quadranten liegen kann. Die Teilströme iA, iA' iB udn iB' lassen eich durch die in der Schaltung enthaltenen Öhmschen Widerstände und die Batteriespannung U gemäß Fig. 3 wie folgt ausdrücken: Mit Hilfe der Gleichungen (2) bis (5) ist der Zeigerausschlag nach Gleichung (1) als Funktion der Potentiometerstellung gegeben. Die graphische Darstellung der Funktion ergibt eine flache Wellenlinie, deren Abweichungen von der Geraden sehr gering sind. Die Skala des Meßgerätes ist daher praktisch linear. Indem man die erste Spule WA und die zweite Spule WA' in ihren Windungszahlen und Widerständen einander gleich macht, erreicht man eine Symmetrierung der Skala zu ihrem Mittelwert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Kreuzspul-Meßgerät mit einem Zeigerausschlag über 180° zum Messen physikalischer Größen, die den Schleifkontakt eines Potentiometers steuern, bestehend aus vier stromdurchflossenen Spulen, deren resultierender Vektor in seiner Richtung durch die Winkeldrehung eines Magneten oder eines magnetisierbaren Zeigers angegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Spule gegenläufig übereinandergewickelt und die dritte und vierte Spule mit ihren Achsen um einen bzw. drei rechte Winkel gegen die Achse der ersten und zweiten Spule verschwenkt angeordnet und untereinander gegensinnig geschaltet sind und daß die erste und zweite Spule mit je einem Potentiometerabschnitt in Reihe, unter sich parallel und mit der dritten Spule in Reihe liegen, während die vierte Spule von dem Potentiometer unabhängig in einem zum Meßstromkreis parallelen Stromkreis liegt.
2. Kreuzspul-Meßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahlen und Widerstände der ersten und zweiten Spule einander gleich sind.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 608 119; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 474 452; E. Blamberg, ??El. Meßgeräte«, I948, S. 57, Abb. 67.

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95