DE204121C - - Google Patents

Description

PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselstrom-Meßgerät nach dem Paalzow-Rubensschen Bolometerprinzip, bei dem ein und dasselbe Galvanometer zur Bestimmung der Strom Verhältnisse in einer Wheats toneschen Verzweigung und zur Bestimmung der elektrischen Größen des Wechselstromes benutzt wird.

Wenn in einer Wheatstoneschen Verzweigung ABCD nach beiliegender Zeichnung die eine der Viereckseiten, etwa D B, selbst als Wheatstonesches Viereck DBEF ausgebildet ist, so daß sich also bezüglich ihres Widerstandes die Viereckseiten D F zu BF wie D E zu BE verhalten, so kann man dem Viereck DBEF an den Punkten E und F Strom irgendwelcher Art zuführen, ohne daß dieser Strom an den Punkten D und B aus dem kleinen Viereck austritt, da D und B Punkte gleichen Poten-■ tials sind.

Ist nun das kleine Viereck DBEF aus einem Material von großem Temperaturkoeffizienten hergestellt, so wird durch die Stromstärke des bei E und F eintretenden Stromes der Widerstand der Seite D B des großen Viereckes in bezug auf die übrigen Viereckseiten AD, AC, BC verändert. War das Viereck ABCD ursprünglich so abgeglichen, daß ein bei den Punkten A und B eintretender Strom ein zwischen C und D als Brücke geschaltetes Galvanometer nicht ablenkte, so wird nunmehr infolge der Widerstandsveränderung in dem Zweige B D das Galvanometer einen Ausschlag machen. Dieser Ausschlag kann dadurch nochmals erzeugt werden, daß man bei den Punkten E und F der kleinen Verzweigung BDEF einen Strom von meßbarer Stärke einleitet und dessen Stärke so lange verändert, bis das Galvanometer zwisehen C und D den gleichen Ausschlag zeigt wie vorher, als an den Punkten E und F ein Strom von unbekannter Größe eingeführt worden war. Dieses Paalzow-Rub en ssche Bolometerprinzip ist bereits von Paalzow und Rubens selbst zur Messung von Wechselströmen benutzt worden, indem der bei den Punkten E und F eingeleitete Wechselstrom von unbekannter Größe mit einem Gleichstrom verglichen wurde, der nach Abschaltung des Wechselstromes ebenfalls bei den Punkten E und F zugeführt wurde. Hatte der Gleichstrom, der den gleichen Galvanometerausschlag hervorrief wie vorher der Wechselstrom, die Stärke /, so ist die Leistung des Gleichstromes in der Verzweigung BDEF:

W
S — J² —» wenn W der Widerstand der

gleich großen Viereckseiten B F bzw. D F ist. Diese Leistung ist aber offenbar gleich der, die vorher durch den unbekannten Strom erzeugt worden war, oder mit anderen Worten: wenn der Kompensationsstrom die Strom-, stärke / hat, so ist dies auch die Stromstärke des unbekannten Stromes.

Da aber bereits eine äußere Erwärmung des aus einem Material mit hohem Temperaturkoeffizienten hergestellten kleinen Viereckes BDEF einen dem äußeren Temperaturgange proportionalen Galvanometergang hervorrufen muß, so wendeten Paalzow und Rubens zur Vermeidung dieses Ubelstandes den Kunst-

griff an, in dem großen Viereck ABCD nicht nur die Viereckseite Z? D als Wheatstone sches Viereck auszubilden und aus Material mit hohem Temperaturkoeffizienten herzustellen, sondern auch die Viereckseite A D, was in der Zeichnung durch das Viereck AHDG dargestellt ist. Sind aber die Viereckseiten B D und A D in jeder Beziehung gleich,. also gleich bezüglich des Gesamtwider-Standes, des spezifischen Widerstandes und der Wärmeausstrahlungsverhältnisse des verwandten Materialcs, so übt ein äußerer Temperaturgang keinen Einfluß auf die Nullage des Galvanometers aus.

Die Paalzow-Rubenssche Bolometermethode bedingt die Anwendung eines empfindlichen Galvanometers und gleichzeitig die Anwendung eines Gleichstrom-Meßgerätes zur Bestimmung der Stromstärke des Kompensationsgleichstromes.

Aus diesem Grunde hat das Prinzip in der praktischen Meßtechnik noch keine Anwendung gefunden. Die Erfindung erstreckt sich nun darauf, das Paalzow-Rubenssche BoIometerprinzip für technische Messungen verwendbar zu machen.

Die wesentliche Einrichtung eines solchen Wechselst rom - Meßgerätes ist auf der Zeichnung dargestellt. .

Während bei der Schaltungsweise nach Paalzow-Rubens der zu messende Wechselstrom einen Galvanometerausschlag hervorruft, der nachher durch einen meßbaren Gleichstrom nochmals erzeugt wird, wird bei der gezeichneten Schaltungsweise der Wechselstrom unmittelbar und gleichzeitig durch einen meßbaren Gleichstrom kompensiert, d. h. die Messung des Wechselstromes wird unmittelbar auf die Messung eines Gleichstromes zurückgeführt. An die Viereckpunkte A und B wird eine elektromotorische Kraft k angelegt, zu deren Einschaltung der Schlüssel t dient; die Meßstromstärke kann vermittels des Widerstandes w geregelt werden. Der zu messende Wechselstrom wird an die Klemmen p und q angelegt, die mit den Punkten F und E des kleinen Viereckes BDEF in unmittelbarer Verbindung stehen. Um alle vier Viereckseiten des kleinen Viereckes BDEF untereinander genau abgleichen zu können, ist noch ein besonderer Gleitwiderstand c d eingeschaltet. Die genaue Abgleichung der einzelnen Viereckseiten des Viereckes ABCD untereinander kann gleichfalls vermittels eines Gleitwiderstandes α b geschehen, wobei das Galvanometer g an den Punkten C und D anliegt, was dann der Fall ist, wenn der dreipolige Umschalter u mit den Punkten 4 und 6 Kontakt gibt.

Wenn durch einen Wechselstrom die Viereckseiten des kleinen Viereckes BDEF erwärmt werden, so macht das Galvanometer g, wie vorher auseinandergesetzt, einen von der Energie des Wechselstromes abhängigen Ausschlag.

Dieser Galvanometerausschlag wird nun dadurch kompensiert, daß in dem kleinen Viereck ADGH, das in jeder Beziehung dem Viereck BDEF gleich ist und durch den Gleitwiderstand e f genau eingestellt werden kann, an den Punkten G und H ein Gleichstrom angelegt wird, der die Viereckseiten des kleinen Viereckes ADGH auf dieselbe Temperatur bringt, die in dem kleinen Viereck BDEF durch den Wechselstrom hervorgerufen wird. Ist das aber der Fall, was aus der Nullage des Galvanometers g erkennbar wird, so ist die in dem Viereck ADGH aufgewandte Energie des Gleichstromes gleich der in dem Viereck BDEF aufgewandten Energie des Wechselstromes; oder da die Widerstände in den kleinen Vierecken gleich sind, so sind = auch die Stromstärken des Gleichstromes und des Wechselstromes einander gleich.

Nach der Erfindung wird die Energie des kompensierenden Gleichstromes mit demselben Galvanometer gemessen, das die erfolgte Kompensation anzeigt. Zu diesem Zwecke wird nach erfolgter Kompensation, also wenn das Galvanometer auf Null gebracht worden ist, der dreipolige Umschalter u auf die Kontaktpunkte 1, 3 und 5 umgelegt, wodurch, wenn nötig, nach Stöpselung des Nebenschlusses η das Galvanometer g zu einem Meßinstrument für den von der Stromquelle i ausgehenden Gleichstrom gemacht wird.

Der von der Stromquelle i ausgehende Gleichstrom wird mit Hilfe des Schlüssels s ein- und ausgeschaltet und kann vermittels des Regulierwiderstandes r geregelt werden. Damit die in dem kleinen Viereck A D G H beim Kompensieren verlaufende Stromstärke auch wirklich gleich der Stromstärke ist, die vermittels des Galvanometers g beim Umschlagen des dreipoligen Umschalters u gemessen wird, ist es erforderlich, daß in dem Stromkreis der Gleichstromquelle i während des Kompensierens ein dem Galvanometer gleicher Widerstand υ eingeschaltet wird, der hier willkürlich zu 100 Ohm angenommen worden ist.

Da bei dem beschriebenen Meßgerät die Messung der Stromstärke eines Wechselstromes auf die Messung eines Gleichstromes zurückgeführt wird, so hat dieses Wechselstrom-Meßgerät alle die Vorzüge, die den Gleichstrom-Meßgeräten eigentümlich sind. Man ist also in der Lage, bei Anwendung von Drehspuleninstrumenten jeden beliebigen Empfindlichkeitsgrad zu erreichen; die Skala des Meßinstrumentes kann streng proportional gemacht werden; der Eigenverbrauch des Meßgerätes kann auf einen völlig zu vernachlässigenden

Bruchteil des zu messenden Stromes herabgesetzt werden. Es können also mit dem beschriebenen Instrument Wechselstrommessungen mit einer Präzision ausgeführt werden, wie sie bisher nur bei Gleichstrommessungen möglich waren.

Claims (2)

1. Pate nt-Ansprüche:

   ίο i. Wechselstrom - Meßgerät nach dem

   Paalzow-Rubensschen Bolometerprinzip, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Seite der Wheat st one sehen Verzweigung durch einen Wechselstrom er-. zeugte Stromwärme durch eine proportionale oder gleiche, in einem benachbarten Zweige durch Gleichstrom erzeugte Stromwärme kompensiert wird.
2. 2. Wechselstrom-Meßgerät nach Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Kenntlichmachung der erfolgten Abgleichung benutzte Galvanometer durch Umschaltung als Meßgerät für den kompensierenden Gleichstrom und damit auch als Meßgerät für den kompensierten Wechselstrom benutzt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.