DE971301C - Roehrenvoltmeter zur Bestimmung von Gleich- oder Wechselstrom-Messgroessen - Google Patents

Description

• Röhrenvoltmeter zur Bestimmung von Gleich- oder Wechselstrom-Meßgrößen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röhrenvoltmeter vielseitiger Anwendbarkeit zu schaffen. Es soll Ströme und Spannungen nicht nur bei Gleichstrom, sondern auch in einem weiten Wechselstromfrequenzbereich einwandfrei zu messen gestatten.
• Röhrenvoltmeter werden aus Ab schi rmungsgründen in Metallgehäuse eingebaut, die der Betriebssicherheit wegen auf Erdpotential liegen müssen. Werden die Eingangsklemmen bei der Messung von Gleichspannungen oder Gleichströmen auf ein. hohes Potential gebracht, so kann die Schaltung nicht mit dem Gehäuse verbunden werden, und es treten Isolationsströme gegen dieses Gehäuse auf, die bei entsprechend hoher Spannungsdifferenz beträchtliche Werte annehmen können.
• Bei einer bekannten Schaltung ist die allgemeine Minussehiene über einen Kondensator an das geerdete Außengehäuse gelegt, so daß hier eine Isolation auch der zweiten Anschlußklemme für Gleichspannungen vorliegt. Für Wechselspan nungen jedoch ist der Widerstand dieses Kondensators, dessen Größe O,I pF beträgt, nicht vernachlässigbar hoch. Da diese eine Klemme mit O,I LF gegen Erde belastet ist, werden vorhandene Wechselspannungen nahezu kurzgeschlossen. Hierdurch kann in vielen Fällen die Funktion des Meßobjektes so gestört werden, daß auch die Gleich spannungsmessung nicht mehr einwandfrei möglich ist. Da wegen der aus der Stromversorgung stammenden Stönvechselspannungen eine der Eingangsklemmen mit einer großen Kapazität mit Gehäuse verbunden werden muß, werden an dieser Klemme liegende, aus dem Meßobjekt stammende, zusätzlich auftretende Wechselspanntmgen unzulässig belastet.
• Die geschilderten Nachteile sind durch die Erfindung bei einem Röhrenvoltmeter zum wahlweisen Bestimmen von Gleich- oder Wechselstrom-Meßgrößen mit oder ohne Potential gegen Erde be-'hoben, indem erfindungsgemäß der Gleichstromanzeigeteil des Meßgerätes auf einer elektrisch leitenden, in dem vorzugsweise Erdpotential führein den Metallgehäuse isoliert angeordneten Platte montiert ist und die eine Eingangsklemme des Gleichstromanzeigeteiles mit dieser Platte verbunden ist. Wesentlich ist es dabei, daß bei der Messung gleichzeitig zusätzliche Wechstelpotentiale gegen Erde vorhanden sein dürfen, ohne daß einerseite die Messung beeinträchtigt wird oder andererseits die genannten Wechselpotentiale durch das Meßgerät nennenswert belastet werden.
• Wenn die Stromspeisung in der bei Röhrenvoltmetern üblichen Weise aus dem Wechselstromnetz erfolgt, so würde über die Isolation zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen des Netztransformators ein neuer Weg für Störströme nach Erde entstehen. Dies wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch verhindert, daß der Netztransformator zwei gegeneinander isolierte Abschirmungen zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen besitzt, von denen die den Sekundärwicklungen benachbarte sowie der Kern mit der Montageplatte und die den Primärwicklungen benachbarte mit dem Gehäuse verbunden ist. Es sind dadurch auch im Netztransformator nur noch Isolationsströme zwischen der Montageplatte und dem Gehäuse möglich, die keine störende Wirkung haben. Der den Primärwicklungen benachbarte Schirm dient dazu, kapazitive Einstreuungen von Netzwechselspannungen auf das Potential der Montageplatte zu verhindern.
• Eine vielseitige Anwendbarkeit des Röhrenvoltmeters verlangt, auch hohe Spannungen unmittelbar messen zu können. Zur Erhöhung des Meßbereiches kann man die Empfindlichkeit des Anzeigegerätes verringern. Hierdurch läßt sich eine Verbesserung der Stabilität mit gunehmendem Meßbereich erzielen. Der höchste auf diese Weise erreichbare Meßbereich ist jedoch dadurch begrenzt. daß der Vollausschlag noch wesentlich unter dem Wert liegen muß, der der verwendeten Betriebs-Anodenspannung entspricht. Zur weiteren Steigerung wird daher vor die Eingangsröhre ein Spannungsteiler zur Herabsetzung der Eingangsspannung bei Messung hoher Spannungen gelegt.
• Nach einer Weiterbildung der - Erfindung wird demnach die Umschaltung der Meßbereiche sowohl durch eine stufenweise Veränderung der Empfindlichkeit des Anzeigegerätes als auch durch eine stufenweise Teilung der Meßspannung herbeigeführt.
• Will man mit dem hier in Rede stehenden Röhrenvoltmeter der einleitend angeführten Aufgabenstellung entsprechend Wechselstrom-Meßgrößen beliebiger Potentiallage gegen Erde einwandfrei messen, so läßt sich dies ohne unzulässige Belastung des Meßobjektes zunächst nicht durchführen. Die Ursache dafür besteht in der mehr oder weniger starren Verbindung des einen Pols des Wechselstrommeßeingangs mit der übrigen Schaltung, dem Gehäuse und dadurch schließlich mit Erde.
• Die Behebung dieses Mangels stellt eine erfinderische Maßnahme dar, der auch unabhängig von den bisher geschilderten Erfindungsmerkmalen Bedeutung zukommt. In Verbindung mit den bereits behandelten Lösungen der Erfindungsaufgabe trägt diese Maßnahme jedoch auch dazu bei, die Vielseitigkeit des hier behandelten Röhrenvoltmeters weiter zu steigern. Diese Maßnahme besteht erfindungsgemäß darin, daß beide Anschlußklemmen vom Gehäuse isoliert und Ohmsche Widerstände von vorzugsweise hohen Ohmwerten in beide Verbindungsleitungen zwischen dem Gleichrichter und dem Gleichstromanzeigeteil eingeschaltet sind. Die gleichgerichtete Spannung wird dadurch unabhängig vom Wecbselspannungspotential über den Gleichsjtromverstärker angezeigt.
• Weitere Merkmale der Erfindung sollen an Hand der Zeichnung erörtert werden. In ihr ist das Schaltbild für ein Ausführungsbeispiel des im vorstehenden behandelten Röhrenvoltmeters wiedergegeben.
• Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß auf der Montageplatte4 die die Röhren 2 und 3 enthaltende Schaltung angebracht ist. Die Montageplatte I ist isoliert in dem Gehäuse 4 befestigt. Die Schirme 5 und 6 im Netzanschlußtransformator tragen in der bereits beschriebenen Weise zur Verhinderung von Störströmen bzw. von kapazitiven Einstreuungen von Netzwechselspannungen auf das Potential der Montageplatte I bei.
• Die Empfindlichkeit des Gleichstromanzeigegerätes7 kann durch die Stufenwiderstände8 und 9 verändert werden. Der Spannungsteiler 10 vor dem Eingang der Röhrenschaltung trägt ebenfalls zur - Umschaltbarkeit der Meßbereiche bei.
• In den beiden Verbindungsleitungen zwischen dem Gleichrichter und dem Gleichstromanzeigeteil sind die Ohmschen Widenstände II und I2 von hohen Ohmwerten vorgesehen. Sie sind zusammen mit der Gleichrichterröhre I3 in dem Taster 14 untergebracht.
• Die universelle Verwendbarkeit des Röhrenvoltmeters verlangt es, daß alle Meßgrößen gleichzeitig an entsprechende Klemmen angeschlossen sein können, ohne sich gegenseitig zu beeinträchtigen.
• Weiterhin muß die Auswahl der Meßbereiche für jede dieser Meßgrößen unabhängig voneinander erfolgen können. Zu diesem Zweck ist für jede Meßgröße neben einem zweipolig isolierten Eingang ein eigener Meßbereichschalter vorgesehen. So ist z. B. für den Eingang 15 zur Messung der Gleichspannungen der Meßbereichwähler 8, Io und für den Eingang6 zur Messung der Wechselspannungen der Meßliereichwähler 9, 10 vorgesehen. Zur Einstellung auf die einzelnen Meßgrößen dient der Umschalter 171 bis 17v Um über diesen Umschalter trotz der Verwendung eines Tasters für den Meßgleichrichter auch bei Wechselstrom von Spannungs- auf Strom messungen übergehen zu können, wird der Taster über die Steckverbindung I8 bei seinem Einführen in eine entsprechende Aufnahme des Gerätgehäuses elektrisch mit der Gerätesohaltung verbunden. Dann kann mit den Umschalterarmen I7Iv, I7v wahlweise zum Wechselspannungseingang I6 oder zum Ävechselstromeingang 19 geschaltet werden.
• Sollen bei Hochfrequenz durch einpoliges Anschließen an den Pol 181 des Tasters Spannungen gemessen werden, so ist es erforderlich, den Pol I8 als zweiten Pol an Masse zu legen. Dies wird durch einen im Taster 14 eingebauten Schalter 20 ermöglicht, mit welchem eine Verbindung des einen Tastereingangspols mit dem Tastergehäuse auf kürzestem Wege herstellbar ist.
• PATENTANSPR(JCHE: I. Röhrenvoltmeter zum wahlweisen Bestimmen von Gleich- oder Wechselstrom-Meßgrößen mit oder ohne Potential gegen Erde, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromanzeigeteil des Meßgerätes auf einer elektrisch leitenden, in dem vorzugsweise Erdpotential führenden Metallgehäuse isoliert angeordneten Platte montiert ist und die eine Eingangsklemme des Gleichstromanzeigeteiles mit dieser Platte verbunden ist.

Claims (1)

1. 2. Röhrenvoltmeter nach Anspruch 1 für Wechselstromnetzanschluß, dadurch gekennzeichnelt, daß der Netztransformator zwei gegeneinander isolierte Abschirmungen (5, 6) zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen besitzt, von denen die den Sekundärwicklungen benachbarte sowie der Kern mit der Montageplatte (I) und die den Primärwicklungen benachbarte mit dem Gehäuse (4) verbunden ist.

   3. Röhrenvoltmeter nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der Meßbereiche sowohl durch eine stufenweise Teilung (I0) der Meßspannung als auch durch eine stufenweise Veränderung (8, 9) der Empfindlichkeit des Anzeigegerätes erfolgt.

   4. Röhrenvoltmeter zur Bestimmung von Wechselstrom-Meßgrößen beliebiger Potentiallage gegen Erde, insbesondere nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Anschlußklemmen vom Gehäuse isoliert und Ohmsche Widerstände (11, I2) von vorzugsweise hohen Ohmwerten in beide Verbindungsleitungen zwischen dem Gleichrichter und dem Gleichstromanzeigeteil eingeschaltet sind.

   5. Röhrenvoltmeter nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Meßgröße neben einem zweipolig isolierten Eingang (z. B. I5) ein eigener Meßbereichumschalter (z. B. 8, Io) vorgesehen ist und daß von diesen Eingängen jeweils einer über einen Umschalter angeschlossen ist.

   6. Röhrenvoltmeter nach Anspruch 4 oder 5 mit einem den Meßgleichrichter enthaltenden Taster, dadurch gekennzeichnet, daß bei dessen Einführung in eine entsprechende Aufnahme des Gerätgehäuses eine Verbindung zwischen seinen Anschlußpolen und der Geräteschaltung zustandekommt.

   7. Röhrenvoltmeter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen über den Umschalter wahlweise an die Eingangsklemmen für die Wechselstrom-Meßgrößen gelegt werden.

   8. Röhrenvoltmeter nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen im Taster eingebauten Schalter, mit welchem eine Verbindung des einen Tastereingangspols mit dem Tastergehäuse herstellbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 737 870; Philips-Prospekt JM-K4 vom April I950; Funkschau I950, Heft7, S. Iog; Sonderdruck von Rud. Silberbauer, Wien, aus: »Das Elektron«, Heft 7/49, des Aufsatzes »Röhrenvoltmeter für Gleich- und Wechselspannungen«.