DE946374C

DE946374C - Arrangement for measuring the peak value of AC voltages and for measuring DC voltages

Info

Publication number: DE946374C
Application number: DEB20650A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Blaschek
Original assignee: HEINRICH BLASCHEK
Current assignee: HEINRICH BLASCHEK
Priority date: 1952-06-01
Filing date: 1952-06-01
Publication date: 1956-08-02

Description

Anordnung zur Messung des Scheitelwertes von Wechselspannungen und zur Messung von Gleichspannungen Es ist bekannt, Wechselspannungen und deren Scheitelwerte in einem großen Frequenzbereich mit Hilfe von Diodenvoltmetern zu messen. Diese haben jedoch im allgemeinen den Nachteil, daß der Eingangs-Widçerstand, der durch den Richt-Widerstand bestimmt wird, zu niedrig ist und die Meßquelle belastet, so daß eine leistungslose Messung nicht mehr gewährleistet ist. Dadurch ist die Erfassung von Potentialen, sogenannten Hauchspannungen, nicht möglich, weil dieselben infolge des niedrigen Eingangs-Widerstandes zusammenbrechen.Arrangement for measuring the peak value of alternating voltages and for measuring DC voltages It is known, alternating voltages and their peak values to measure in a wide frequency range with the help of diode voltmeters. These however, generally have the disadvantage that the input resistance caused by the directional resistance is determined, is too low and the measuring source is loaded, so that a powerless measurement is no longer guaranteed. This is the capture of potentials, so-called puff tensions, not possible because they are the result of the low input resistance collapse.

Um aber eine praktisch leistungslose Messung zu erreichen,muß der denEingangs-Widerstand bestimmende Richt-Widerstand ein Höchst-Ohm-Widerstand sein. Dies hat aber den Nachteil, daß damit nur steigende Werte der Meßspannung, niemals aber fallende gemessen werden können, da wegen des hohen Richt-Widerstandes die Entladezeit des Richt-Kondensators zu groß ist. But in order to achieve a practically powerless measurement, the The directional resistance determining the input resistance must be a maximum ohm resistance. However, this has the disadvantage that it only increases the values of the measuring voltage, never but falling can be measured because of the high directional resistance the Discharge time of the directional capacitor is too long.

Diese Mängel werden dadurch beseitigt, daß erfindungsgemäß die lange Entladezeit des mit der Meßspannung aufgeladenen Kondensators mit parallel liegendem Höchst-Ohm-Widerstand dadurch beseitigt wird, daß dem Kondensator über einen weiteren Höchst-Ohm-Widerstand eine seiner Aufladung entgegengesetzt gepolte konstante Gleichspannung zugeführt wird. Hierbei addiert sich die Ladung des Kondensators im Zeitpunkt der Entladung (bei fallender Meßspannung) zu der Gleichspannung. Dadurch wird die Entladezeit des Kondensators nicht nur innerhalb der Grenzen der Rückstellgeschwindigkeit des Zeigers vom Anzeigeinstrument gehalten, sondern auch die vollständige Entladung, d. h. auch die sogenannte Restaufladung desselben gewährleistet. These shortcomings are eliminated by the fact that the long Discharge time of the capacitor charged with the measuring voltage with the capacitor lying in parallel Maximum ohm resistance is eliminated by adding the capacitor through another The highest ohm resistance is a constant direct voltage with the opposite polarity to its charge is fed. The Charge of the capacitor at the time of discharge (with falling measuring voltage) to the direct voltage. Through this the discharge time of the capacitor is not only within the limits of the reset speed of the pointer held by the display instrument, but also the complete discharge, d. H. the so-called residual charge is also guaranteed.

Aus der Abbildung ist die Wirkungsweise der Anordnung ersichtlich. Die eine Amplitude der zu messenden Wechselspannung ladet auf dem Weg über das Ventil D2 den Kondensator C1 auf, und dieser entlädt sich über das Ventil Dl, wobei sich dessen Ladung zu der zweiten Amplitude der Meß-Wechselspannung addiert und den Richt-Kondensator C2 auf den doppelten Scheitelwert der Meß-Wechselspannung derart auflädt, daß der positive Pol an dem kathodenseitigen Belag von C2 liegt, so daß er sich über die Ventile Dl und D2 nicht entladen kann. Dem Kondensator C2 ist ein Höchst-Ohm-Widerstand R1 als Richt-Widerstand parallel geschaltet, an welchem die Ladespannung abgegriffen und einem nachfolgenden Gleichspannungs-Verstärker bekannter Art, in dessen Ausgang sich ein Meßinstrument befindet, zugeführt wird, wobei er für denselben gleichzeitig als Gitter-Eingangs-Widerstand wirkt. über den Höchst-Ohm-Widerstand R2 wird nun dem Kondensator C2 eine Hilfs-Gleichspannung entgegengesetzter - Polarität zugeführt, die über die Ventile Dl und D2 fließen kann. The figure shows how the arrangement works. The one amplitude of the alternating voltage to be measured charges on the way over the valve D2 the capacitor C1, and this discharges through the valve Dl, whereby its charge is added to the second amplitude of the measuring AC voltage and the directional capacitor C2 charges to twice the peak value of the measuring AC voltage in such a way that the positive pole is on the cathode-side coating of C2, so that it extends over the Valves Dl and D2 cannot discharge. Capacitor C2 has a maximum ohm resistance R1 connected in parallel as a directional resistor, at which the charging voltage is tapped and a subsequent DC voltage amplifier of a known type in its output there is a measuring instrument, is supplied, and he is for the same at the same time acts as a grid input resistor. across the maximum ohm resistance R2 is now An auxiliary DC voltage of opposite polarity is fed to the capacitor C2, which can flow through the valves Dl and D2.

Bei fallendem Wert der Meß-Wechselspannung entlädt sich nun der Kondensator C2, dadurch addiert sich seine Entladungsspannung zur Hilfs-Gleichspannung, da bei einem Kondensator der Entladestrom gegenüber dem Ladestrom ein entgegengesetztes Vorzeichen hat. Die Ladespannung hat bereits den Wert Null erreicht, wenn der Entladestrom im Maximum ist. - Durch die Hilfs-Gleichspannung in Zusammenwirken mit der phasendrehenden Wirkung eines Kondensators tritt eine rasche und restlose Entladung ein.When the value of the measuring AC voltage falls, the capacitor now discharges C2, as a result, its discharge voltage is added to the auxiliary DC voltage, since at a capacitor, the discharge current is opposite to the charge current Has a sign. The charging voltage has already reached zero when the discharge current is at the maximum. - Through the auxiliary DC voltage in conjunction with the phase-rotating The effect of a capacitor results in a rapid and complete discharge.

Die Anlaufströme der Ventile Dl und D2 verursachen an dem Widerstand R1 einen Spannungsabfall, welcher das Meßergebnis fälscht. Um dies zu vermeiden, sind in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens zwischen dem Widerstand R1 und der Anode des Ventils D2 zwei entsprechende Gleichspannungs-Quellen Bl und B2 derart geschaltet, daß sie die Anlaufspannungen der Ventile kompensieren. Da nun der von der Meß-Wechselspannung mit dem Minusvorzeichen aufgeladene Belag des Kondensators C2 zwischen den beiden Gleichspannungs-Quellen liegt, tritt nun an demselben die reine gleichgerichtete Meß-Wechselspannung vom doppelten Scheitelwert auf. The starting currents of the valves D1 and D2 cause the resistor R1 a voltage drop which falsifies the measurement result. To avoid this, are in a further development of the inventive concept between the resistor R1 and the anode of the valve D2 two corresponding DC voltage sources Bl and B2 in this way switched so that they compensate the starting voltages of the valves. Since now that of the measured alternating voltage with the minus sign charged coating of the capacitor C2 is between the two DC voltage sources, the same now occurs pure rectified measuring AC voltage of twice the peak value.

Mit dieser Anordnung können auch Gleichspannungen praktisch leistungslos gemessen werden. Zu diesem Zweck wird die zu messende Gleichspannung hinter dem Kondensator Cl an die mit einem Plusvorzeichen bezeichnete Eingangsklemme gelegt. Der Vorgang ist derselbe wie bei der Wechselstrom-Plusamplitude, mit dem Unterschied, daß der Kondensator C2 auf den einfachen Wert der Meßspannung aufgeladen wird iiber den Weg durch das Ventil D1. Über den mit einem Plusvorzeichen angeführten Abgriff an den Höchst-Ohm-Widerstand Rt wird die mit dem Kondensator erfaßte Meßspannung an den nachfolgenden Gleichspannungs-Verstärker bekannter Art, welcher auch das Meßinstrument beinhaltet, zugeführt. With this arrangement, direct voltages can also be practically powerless be measured. For this purpose, the DC voltage to be measured is behind the Capacitor Cl is connected to the input terminal marked with a plus sign. The process is the same as for the AC plus amplitude, with the difference that that the capacitor C2 is charged to the simple value of the measuring voltage the way through valve D1. Via the tap indicated with a plus sign The measurement voltage detected with the capacitor is applied to the maximum ohmic resistance Rt to the subsequent DC voltage amplifier of a known type, which also has the Includes measuring instrument, supplied.

Mit dieser Anordnung ist die Möglichkeit gegeben, Gleich- und Wechselspannungen sowie auch Potentiale und statische Aufladungen infolge des hohen Eingangs-Widerstandes von einigen hundert Meg-Ohm in der realen Größe meßtechnisch zu erfassen. With this arrangement there is the possibility of direct and alternating voltages as well as potentials and static charges due to the high input resistance of a few hundred megohms in real size.

Die Anordnung zur Beseitigung der Entladezeit eines geladenen Kondensators kann auch sinngemäß mit einer Schaltung von nur einem Ventil benutzt werden bzw. auch ohne Ventil zur raschen und restlosen Entladung eines aufgeladenen Kondensators. The arrangement for eliminating the discharge time of a charged capacitor can also be used with a switching of only one valve or even without a valve for rapid and complete discharge of a charged capacitor.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Circuit for measuring the peak value of AC voltages and for measuring DC voltages using a diode peak voltmeter and downstream DC voltage amplifier of a known type, characterized in that that the long discharge time of the capacitor charged with the measuring voltage with parallel highest ohm resistance is eliminated by adding the capacitor one of its charging opposite via a further high-ohm resistor polarized constant DC voltage is supplied.

2. Circuit riach claim I, characterized in that the starting voltages of the valves by two corresponding DC voltage sources, between which the one pole of the capacitor charged with the measuring voltage lies, can be compensated.

Publications considered: Zeitschr. »Frequency«, mg50, H. I2, p. 3I5, § i; "Textbook of Physics" v. Kohlrausch, 1949, vol. II, p. 282, section. ß.