DE971457C - Spannungsregeleinrichtung fuer Kompensatormessplaetze - Google Patents

Description

• Spannungsregeleinriditung für Kompensatormeßplätze Zur Eichung von anzeigenden Instrumenten mit dem Kompensator wird der für den Prüfling benötigte Strom mit einer Spannungsregeleinrichtung eingestellt, die zwischen Batterie und Prüfling eingeschaltet ist. An die Regeleinrichtung werden hohe Anforderungen gestellt, wenn Instrumente hoher Klassengenauigkeit geeicht oder überprüft werden sollen oder wenn mit Hilfe des Kompensators genaue Widerstandsmessungen vorgenommen werden müssen Bei den für diesen Zweck gebräuchlichen Regeleinrichtungen sind mehrere Regelwiderstande mit verschiedenen, einander überlappenden Regelbereichen in Reihe geschaltet. Es ist außerdem bekannt, derartige Regeleinrichtungen aus Spannungsteilern und Reihenwiderständen zu kombinieren, wobei mit einergeringeren Anzahl von Einzelwliderständen ein größerer Regelbereich erhalten wird.
• Zur Eichung oder Prüfung von Instrumenten der verschiedensten Meßbereiche ist es beispielsweise notwendig, die Spannung am Prüfling in der Größenordnung von einigen mV bis heraus zu Iooo V stetig und mit größter Genauigkeit einstellen zu können. Der der Spannungsquelle dabei entnommene Strom kann zwischen einigen ,aA und mehreren 100 mA liegen. Bei derart schwankenden Belastungen erfordern Regeleinrichtungen mit in Reihe geschalteten Widerständen auch in Verbindung mit Spannungsteilern eine sehr große Anzahl von Einzelwiderständen, um für alle Belastungsfälle eine stetige Einstellung und eine Überlappung der aufeinanderfolgenden Widerstandsstufen der Spannungsteiler zu erreichen.
• Für Gleichstromkompensatoren, die zur genauen Einstellung einer Spannung oder eines Stromes mit Hilfe eines Normalelementes und von Präzisionswiderständen verwendet werden, ist es bereits bekannt, mehrere Spannungsteiler kaskadenartig hintereinanderzuschalten und die Spannung mit Hilfe eines zweipoligen Abgriffs an zwei Widerständen der vorgeschalteten Kaskade zu entnehmen und der nachgeschalteten Kaskade zuzuführen. Die Einzelwiderstände der aufeinanderfolgenden Kaskaden sind dabei so bemessen, daß die Summe der Widerstände der nachgeschalteten Kaskaden gleich den zwei! Teilwiderständen der vorgeschalteteii Kaskade ist. Da beim Kompensator der Ausgang nicht belastet wird, ist nach dieser Methode eine lückenlose und stetige Einstellung eines gewünschten Spannungswertes möglich.
• Bei Spannungsregeleinrichtungen dagegen ist, wie bereits ausgeführt, die Belastung der Widerstände von dem angeschlossenen Prüfling abhängig, so daß nach dieser Methode keine überlappung der mit benachbarten Schaltstufen einstellbaren Spannungen erhalten wird.
• Bei Spannungsregeleinrichtungen für Kompensatormeßplätze, die, wie für Gleichstromkompensatoren bekannt, aus Spannungsteilerkaskaden bestehen, bei denen die nachgeschaltete Kaskade jeweils an einem zweipoligen, schrittweise um eine Schaltstufe verstellbaren Abgriff der vorhefgehenden Kaskade angeschlossen ist, wird jedoch gemäß der Erfindung für alle Belastungsfälle eine üherlappung der mit benachbarten Stellungen des Abgriffs einstellbaren Spannungen dadurch erreicht, daß die Summe der Querwiderstände jeder nachgeschalteten Kaskade größer gewählt ist, als der Widerstandswert zwischen dem zweipoligen Abgriff der vorgeschalteten Kaskade beträgt. Hierdurch wird der abgegriffene Spannungsbetrag einer Kaskade stets etwas größer, als der Spannungsänderung eines Schaltschrittes der vorgeschalteten Kaskade entspricht. Die Spannung wird jeweils von zwei in Reihe liegenden Teilwiderständen abgegriffen. Der doppelpolige Schalter, über den der Abgriff hergestellt wird, rastet jedoch bereits nach jedem einzelnen Teilwiderstand, d. h. nach einem Schaltschritt ein.
• Für die Dimensionierung der Einzelwiderstände R2 der nachgeschalteten Spannungsteilerkaskade werden zweckmäßig die im folgenden dargestellten Näherungsbeziehungen verwendet. Hierbei sind die Einzelwiderstände der vorgeschalteten Kaskade mit R1 bezeichnet; und es ist angenommen, daß die nachgeschaltete Kaskade aus n Einzelwiderständen R2 aufgebaut ist. Wird ein Uberlappungsbereich von P O/o gefordert, so gilt: Aus diesen Dimensionierungsregeln erkennt man den Unterschied gegenüber der für Kompensatoren bekannten Schaltung. Bei dieser ist P = IOO, also 2 R1 R2 = n gewählt. Für praktische Fälle genügt es, einen Überlappungsbereich von etwa 20 bis 30 °/o zu wählen. Bei der Aufstellung der Näherung ist der Fehler, der sich dadurch ergibt, daß zu jeweils zwei Teilwiderständen eine Folgekaskade parallel geschaltet ist, vernachlässigt. Die Überlappung wird hierdurch zwar etwas kleiner, als dem in die Gleichung eingesetzten Wert entspricht, sie reicht aber, wenn ein Wert von 20 °/0 oder mehr gewählt wird, für praktische Fälle aus.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer in beschriebener Weise aufgebauten Spannungsregeleinrichtung, bei der drei aus je zwanzig Einzelwiderständen aufgebaute Spannungsteilerkaskaden Ki, K2, K5 aufeinanderfolgen. An die erste Kaskade ist die Batteriespannung UO angelegt.
• Der Spannungsabgriff erfolgt in jeder Kaskade über zweipolige StufenschalterSi, 82, SS, die jeweils zwei in Reihe geschaltet Einzelwiderstände überbrücken. Die Schalter rasten jedoch bereits beim Weiterschalten nach jedem einzelnen Teilwiderstand ein. Die am Schalter 83 abgegriffene Spannung wird einem Potentiometer R4 zugeführt und über einen in Reihe geschalteten weiteren Drehwiderstand R3 an den Prüfling angeschlossen (Klemme P2). Der andereB,atteriepol ist in dem angenommenen Schaltungsbeispiel unmittelbar an die Klemme P1 des Prüflings geführt. Die Einzelwiderstände der ersten Kaskade haben beispielsweise einen Wert von 600 Ohm, die der folgenden Kaskade einen solchen von 90 Ohm und die der Kaskade K3 von I3,5 Ohm; dies entspricht etwa einem Uberlappungsbereich von 20 °/0.

Claims (3)

1. PATENT.ANSPRSCHE I. Spannungsregeleinrichtung für Kompensatormeßplätze mit mehreren aus Stufenwiderständen aufgebauten Spannungsteilerkaskaden, wobei die nachfolgende Kaskade jeweils an einen zweipoligen, schrittweise verstellbaren Abgriff der vorhergehenden Kaskade angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Querwiderstände jeder nachgeschalteten Kaskade um so viel größer ist, als der Widerstandswert zwischen dem zweipoligen Abgriff der vorgeschalteten Kaskade, daß für alle Belastungsfälle eine tfberlappung der mit benachbarten Stellungen des Abgriffs einstellbaren Spannungen vorhanden ist.
2. 2. Spannungsregeleinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die n Querwiderstände (R2) der nachfolgenden Kaskade nach der Näherungsgleichung bemessen sind (R1 Teilwiderstand der vorgeschalteten Kaskade; P gewünschte Überlappung in °/o).
3. 3. Spannungs-regeleinrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Batteriepol unmittelbar ohne zwischengeschaltete Widerstände bis zum Prüfling durchgeführt ist.