Vielfachmessinstrument
Vielfachinstrumente sind bereits bekannt. Sie dienen dazu, um mit demselben Instrument Stromwerte und Spannungswerte in umschaltbaren Messbereichen messen zu können.
Die bekannten Vielfachinstrumente sind Gleichstrominstrumente. Sie beruhen auf der Verwendung eines Drehspulmessgerätes, dem für den Fall einer Wechsel strommessung eine Gleichrichteranordnung vorgeschaltet wird. Es ist aber ein Nachteil dieser Messgeräte, dass sie bei Wechselstrommessungen infolge der Wirkung ihrer Gleichrichter den Mittelwert messen statt des Effektivwertes. Daher sind die Messwerte für Gleichstrom und Wechselstrom nicht ohne weiteres einander gleichsetzbar, weil bei sinusförmigem Wechselstrom zwischen dem Mittelwert und dem Effektivwert noch der Faktor 1,11 zu berücksichtigen ist.
Gemäss der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Vielfachmessinstrument ein Weicheisenmesssystem hat. Dadurch ist es dann in der Lage, für Gleichstrom und für Wechselstrom verwendet zu werden, ohne dass man einen Gleichrichter zu Hilfe nehmen muss. Ausserdem misst das Weicheisenmessgerät bei Wechselstrom den Effektivwert und nicht den Mittelwert.
Das Weicheisenvielfachmessgerät nach der Erfindung besitzt vorteilhaft ein bewegliches System, das an Spannbändern gelagert ist. Dadurch ist eine solche Empfindlichkeitssteigerung möglich, dass selbst Weicheisenmesssysteme für die kleinsten Messbereiche ausreichend empfindlich sind.
Für die verschiedenen Spannungswerte, die zu messen sind, genügt eine einzige Messspule, wenn diese bei höheren Spannungsbereichen mit Vorschaltwiderständen versehen wird. Bei den verschiedenen Strommessbereichen hat man bisher transformatorische Übersetzungen angewendet, um den Messstrom auf die für das Gerät zulässige geringere Stromstärke herabzudrücken. Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Messspule bei diesem aus einer Mehrzahl koaxial übereinanderliegender Wicklungen.
Da aber die verschiedenen Windungsschichten bei einem Weicheiseninstrument bei derselben Strom stärke nicht die gleiche Einwirkung auf das feste und das bewegliche Eisenblech haben, weil der Abstand der Windungen von den beiden Eisen für die äussern Spulen grösser ist als für die innern Spulen, werden mit Vorteil den Spulen Widerstände parallel geschaltet, mit deren Hilfe die Ströme in den Messspulen so eingestellt werden, dass sie beim Endwert jedes Messbereiches denselben Zeigerausschlag hervorrufen. Dadurch ergibt sich zugleich der Vorteil, dass nur eine einzige Skala notwendig ist, da dieselbe Skaleneinteilung für alle Messbereiche brauchbar ist und nur einen bekannten Umrechnungsfaktor erhält.
Zur Umschaltung der verschiedenen Messbereiche kann in dem Instrumentengehäuse ein seitlich herausragender drehbarer Umschalter vorgesehen sein, der beispielsweise einen gekördelten oder geriffelten Rand aufweist. Es ist zweckmässig, wenn bei Verdrehung dieser Scheibe zur Einstellung eines gewählten Messbereiches die Umschaltungen im Innern des Instrumentengehäuses erfolgen wobei gleichzeitig der gewählte Messbereich in einer Schau öffnung der Skalengrundplatte oder an einer andern Stelle des Gerätes sichtbar gemacht werden kann.
Zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dienen drei Figuren, von denen Fig. 1 und Fig. 2 eine Draufsicht und eine Ansicht von unten in das umgekehrte Instrument wiedergeben.
Fig. 3 gibt das Schaltbild wieder, welches die An passung an die verschiedensten Messbereiche von Strom und Spannung ermöglicht.
Das Messinstrument in Fig. 1 hat das Weicheisenmesssystem unter der Platte 1 verborgen, welche das Gehäuse 2 teilweise abdeckt. 3 und 4 sind die Anschlussklemmen für das Messgerät, und auf der Skala 5 stellt sich der Zeiger 6 ein. Unter der Skala ist eine Schauöffnung 7 sichtbar, in welcher der augenblicklich eingestellte Messbereich erkennbar ist, sei es, dass im Strombereich oder im Spannungsbereich gemessen wird. Der Messbereich wird eingestellt durch Verdrehung einer am Seitenrand des Gehäuses 2 herausschauenden gerändelten Drehscheibe 8.
In Fig. 2 ist das Messinstrument von unten gesehen. Die gerändelte Scheibe 8 betätigt einen Umschalter mit vielen Umschaltkontakten, auf dessen Achse eine in Fig. 2 nicht sichtbare Scheibe mit der Beschriftung für den ausgewählten Messbereich sitzt, z. B. 6 A, 1,5 A usw. Diese Aufschriften sind es, die in der Schauöffnung 7 nach der Einstellung der Scheibe 8 sichtbar sind. In der Fig. 2 ist aber erkennbar, dass die im Schnitt gezeigte Messspule 9 aus mehreren koaxialen, radial übereinanderge wickelten Einzelspulen besteht. Dies ist notwendig, weil die einzelnen Spulen für verschiedene Stromstärken mit entsprechend verschiedener Drahtstärke gewickelt sein müssen.
In Fig. 3 ist die Schaltung der Messspulen W1 bis W5 und der verschiedenen Vorschaltwiderstände R1 bis R6 für die einzelnen Spannungsmessbereiche gezeichnet. Die Umschaltung der Messspule auf die verschiedenen Spannungsbereiche bietet dabei keine Besonderheit, weil die Spulen von 600 V bis 30 V herab alle hintereinander in Reihe geschaltet bleiben, wobei die Anpassung an die Spannungshöhe durch Vorwiderstände R3 bis Rs erfolgt. Bei den kleineren Spannungsstufen 6 V und 1,5 V sind von den konzentrischen Spulen der Messspule 9 nur die innern Teile W1 bzw. W1 und W2 benutzt.
Im Strommessbereich, der von 15 mA bis 6 A reicht, liegen die Verhältnisse anders. Hier hat man für die verschiedenen Stromstärken auch verschiedene Drahtstärken notwendig. Infolgedessen sind für die innerste Stromstärke von 15 mA die gesamten Windungen aller koaxial übereinandergewickelten Spulen herangezogen. Je weiter der Strombereich wächst, um so geringer sind die verwendeten Spulen, bis bei der höchsten Stromstärke von 6 A nur noch die äusserste Stromspule W5 benutzt ist. Da aber die Spulen durch Nebenwiderstände so gegeneinander abgeglichen werden, dass bei jedem Endwert eines Messbereiches auch der volle Zeigerausschlag entsteht, besitzen die Spulen W1 bis W5 Nebenschlusswiderstände, welche die nötige Anpassung der Spulen untereinander herstellen.
Im übrigen unterscheiden sich die Spulen durch ihre Drahtstärke einerseits und durch ihre Windungszahl anderseits, wodurch die wesentliche Messbereichabstimmung erreicht ist. Durch die Nebenwiderstände zu den Spulen W1 bis W5 erfolgt die Feineinstellung, welche es erlaubt, nur eine einzige Skala vorzusehen, weil die Messbereiche alle auf demselben Skalenstrich enden.