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Umschalteinrichtung für mehrere Messtellen bei Leitfähigkeitsmessungen
mit Hochfrequenz Es sind elektrische Meßanordnungen bekannt, bei denen beispielsweise
an ein Leitfähigkeitsmeßgerät mehrere Messtellen wahlweise angeschlossen, werden
können. Die Meßanordnungen sind dabei derart ausgebildet, das die betreffenden Leitfähigkeitsmeßgefäße
bzw. Leitfähigkeitsmeßfühler je über einen Schalter mit dem Meßgerät verbunden werden
können. Die Erfindung bezieht sich dabei auf Umschalteinrichtungen für mehrere mittels
Meßfühler an ein Meßgerät anzuschließende Messtellen zur Leitfähigkeitsmessung mit
Hochfrequenz unter Zwischenschaltung von Transformationsnetzwerken zur Herabsetzung
der Widerstände der Meßkontakte. Die Verwendung solcher Transformationsnetzwerke
ist. besonders bei Hochfrequenzmessungen vorteilhaft, weil das Meßobjekt auf einen
so kleinen Widerstand transformiert werden kann, das die Kabeleigenschaften nicht
in die Messung eingehen. Derartige Transformationsnetzwerke bestehen. au. der Serienschaltung
einer Spule und eines Kondensators, welche auf die Betriebsfrequenz abgestimmt ist.
Der zu messende Widerstand kann dem Kondensator direkt oder über einen Kopplungskondensator
parallel geschaltet werden. Es ist auch möglich, den zu messenden Widerstand induktiv
an die Spule derselben Schaltung anzukoppeln. Der Nachteil dieser Anordnungen besteht
darin, das der Schalterkontakt stets mit dem zu messenden Widerstand
in
Serie liegt, so daß der Widerstand des Schalterkontaktes in die Messung eingeht.
Dies ist besonders nachteilig, wenn, wie es bei technischen Messungen häufig der
Fall ist, die Schalterkontakte in einer die Korrosion unterstützenden Atmosphäre
liegen, beispielsweise in den Fabrikräumen chemischer Fabriken.
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Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß die
Transformationsnetzwerke der jeweils nicht zu erfassenden Meßstellen durch Betätigen
eines oder mehrerer Schließkontakte verstimmt werden. Dies kann im einfachsten Falle
dadurch erreicht werden, daß der Kontakt eine der beiden die Serienschaltung bildenden.Reaktanzen
kurzschließt; das Kurzschließen kann auch über einen großen Kondensator erfolgen.
Schließlich kann einer der beiden Reaktanzen der Serienschaltung durch den Kontakt
die zugeordnete konjugierte Reaktanz parallel geschaltet und dadurch eine Pärallel-Fesonanz
hergestellt werden. In allen diesen. Fällen wird der Widerstand der Serienschaltung
durch die Betätigung des Kontaktes stark erhöht Dabei haben aber Übergangswiderstände
des Kontaktes keine praktische Bedeutung, denn die Erhöhung des Blindwiderstandes
der Serienschaltung tritt immer ein, wenn, nur der Übergangswiderstand des Kontaktes.
klein gegen di,9 Blindwiderstände der Schaltung ist. Die hohen Blindwiderstände
der auf diese Weise verstimmten Serienschaltungen beeinflussen den reellen Widerstand
der in Betrieb befindlichen Serienschaltung praktisch nicht, so daß also die Übergangswiderstände
der geschlossenen Kontakte nicht "in die Messung eingehen.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele, und zwar drei Schaltungen.
dargestellt, wobei dias Meßgerät über ein Kabel jeweils mit zwei Fühlern verbunden
ist.
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Das in Abb, i dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt zwei der obenerwähnten
Transformationsnetzwerke, welche durch das Kabel i 'Parallel geschaltet sind. Das
Kabel i ist ein abgeschirmtes, konzentrisches Hochfrequenzkabel, dessen Außenleiter
2 zum Schutz gegen Störungen geerdet ist. Die beiden Transformationsnetzwerke bestehen
aus den Induktivitäten 3 und 4 und den Kapazitäten 5 und 6. Parallel zu den beiden
Kondensatoren 5 und 6 sind die Fühler geschaltet, die durch ihre Ersatzschaltung,
die Kopplungskondensatoren 7 und 8 sowie die zu messenden Verlustwiderstände 9 und
io dargestellt sind. Durch diese beiden Schaltungen wird. der meist große Widerstand
9 bzw. io so transformiert, da:ß er in die Größenordnung des sogenannten Wellenwiderstandes
des Kabels i, 2 kommt. Der Wechselschalter i i schließt en+weder den Kondensator
5 oder den Kondensator 6 kurz. Dadurch wird erreicht, daß dasjenige Transformationsnetzwerk
ausgeschaltet ist, dessen Kondensator kurz geschaltet ist. Der Widerstand des ausgeschalteten
Transformationsnetzwerkes besteht dann aus dem Widerstand der Induktivität 3 bzw.
4. Dieser ist so groß gegen den wirksamen ohmschen Widerstand des eingeschalteten
Transformationsnetzwerkes, daß er bei der Messung praktisch nicht in Erscheinung
tritt.
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Der Wechselschalter kann selbstverständlich durch Einzelschalter ersetzt
sein, was vorzuziehen ist, wenn die beiden Fühler weit auseinanderliegen. An Stelle
der zwei Transformationsnetzwerke können auch mehrere in gleicher Weise durch einen
oder mehrere Schalter angeschlossen werden.
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Die Ausführungs -orm nach Abb. 2 unterscheidet sich im wesentlichen.
nur dadurch, daß der Kurzschluß durch den Schalter nicht direkt, sondern über die
große Kapazität 12 erfolgt. Dadurch wird ein möglicherweise störender Gleichstromschluß
verhindert.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 ist an Stelle des Kondensators
12 eineInduktivität 13 eingeschaltet, welche die gleiche oder nahezu die gleiche
Größe wie die Induktivitäten 3= und 4 besitzt. Dadurch entsteht ein aus dem Kondensator
5 bzw. 6 und der Induktivität 13 bestehender Parallelresonanzkreis, dessen Widerstand
noch wesentlich größer als der der Induktivität 3 bzw. 4 selbst ist.
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Bei den Abb. 2 und 3 sind ebenfalls mehrere Transformationsnetzwerke
ein- und ausschaltbar. Auch dann können Einzelschalter vorgesehen. sein, bei denen
dann allerdings jedesmal an jedem Schalter ein. Schalter 12 bzw. eine Spule 13 angeordnet
sein muß.