DE449094C

DE449094C - Einrichtung zum Messen kleiner Kapazitaetsaenderungen

Info

Publication number: DE449094C
Application number: DES64195D
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1923-11-02
Filing date: 1923-11-02
Publication date: 1927-09-01

Description

Einrichtung zum Messen kleiner Kapazitätsänderungen. Es ist bekannt, einen Kondensator, dessen Kapazitätsänderungen gemessen werden sollen, in einen elektrischen Schwingungskreis zu legen und dessen Wellen mit einer konstanten Frequenz zu überlagern. Die Frequenz der Schwebungswelle ist dann ein sehr empfindliches Maß für die gesuchte Änderung der Kapazität.
Gemäß der Erfindung wird die erreichbare Genauigkeit der Messung dadurch gesteigert, daß zur Erzeugung der benötigten Schwingungen eine Glühkathodenröhre mit Oxydkathode verwendet wird. Der Emissionsstrom einer solchen Kathodenröhre ist nämlich von der Stärke des Heizstromes erheblich unabhängiger als Röhren mit anderen Glühkathoden, und es hat sich gezeigt, daß bei der großen Empfindlichkeit der Meßmethode die Änderung des Heizstromes die Ergebnisse störend beeinflußt.
Eine Schaltung zur Durchführung der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Eine Glühkathodenröhre i (Abb. i) dient als Schwingungserzeuger. Die Frequenz der erzeugten Schwingungen ist abhängig von der Kapazität des Kondensators a, deren Änderungen gemessen werden sollen. Die erzeugten Schwingungen werden durch die Windungen 3 auf die Windungen 4 transformatorisch übertragen. Ein zweiter ebenso geschalteter Schwingungserzeuger 5 überträgt die erzeugten Schwingungen durch die Windungen 6 auf die Windungen 7. Die hier erzeugten Schwingungen sind konstant, da die Kapazität des Kondensators 8 unveränderlich ist. Die Windungen q. und 7 liegen in demselben Stromkreise, und die aus dem Zusammenwirken beider entstehenden Wellen werden durch die Kathodenröhre 9 gleichgerichtet und zur Erregung eines Schwingungskreises benutzt, der aus der Selbstinduktion io und der Kapazität i i besteht. je mehr die von der Röhre 9 gelieferte Schwebungswelle mit der Eigenschwingungszahl des aus io und i i bestehenden Schwingungskreises übereinstimmt, desto stärker wird der im Schwingungskreise io, ii fließende Strom, um so mehr schlägt das Meßinstrument 1a aus. Dessen Ausschlag ist daher ein Maß für die Schwingungszahl 13er Schwebung und daher auch für die Kapazität des Kondensators z. je größer man die Schwingungszahlen der von den Kathodenröhren i und 5 erzeugten Wellen bemißt, und je mehr diese Schwingungszahlen miteinander übereinstinunen, um so größer wird die Empfindlichkeit. Nur dadurch, daß gemäß der Erfindung in den Kathodenröhren i und 5 Oxydkathoden verwendet werden, läßt sich die erreichbare Empfindlichkeit auch wirklich ausnutzen.
Abb.2 zeigt eine weitere Schaltung, die zur Ausübung des Verfahrens geeignet ist. Die Kapazität, deren Größe bzw. deren Änderung gemessen werden soll, ist mit 2' bezeichnet. Die "Schwebungswellen, die durch die Vereinigung der Schwingungen der Sender i und 5 entstehen, werden ebenso wie bei der Schaltung nach Abb. i in einer Glühkathodenröhre 9 gleichgerichtet und durch die Spule io geleitet. Mit dieser Spule ist die Spule 3 0 gekoppelt, die mit der Spule 31 und dem Kondensator 32 einen Schwingungskreis bildet. Die Eigenschwingungszahl dieses Schwingungskreises ist so eingeregelt, daß die ankommende Schwebungsfrequenz auf dem aufsteigenden oder abfallenden Aste der Resonanzkurve liegt, so daß bei geringen Frequenzänderungen der Schwebungswelle erhebliche Amplitudenänderungen in dem Schwingungskreise auftreten. Von der Spule 31 wird eine Spule 3 5 erregt, die an eine Glühkathodenröhre 33 angeschlossen ist. Die in dieser Röhre verstärkten Schwingungen werden in der Glühkathodenröhre 34 gleichgerichtet und dem Meßinstrument oder Oszillographen zugeführt. Der Schwingungskreis, der aus 30, 31, 32 besteht, ist mit der Spule io sowohl wie mit der Spule 35 nur lose gekoppelt, so daß die benachbarten Stromkreise nicht dämpfend auf ihn einwirken können. Infolgedessen wird seine Resonanzkurve sehr steil und damit seine Empfindlichkeit in bezug auf Frequenzänderungen sehr groß.
Der Vorteil der beschriebenen Einrichtung gegenüber den bekannten Verfahren zum Messen von Kapazitäten besteht darin, daß die mit Hilfe der Überlagerung erreichbare hohe Genauigkeit durch geringe Änderungen der Heizstromstärke nicht beeinflußt wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Messen kleiner Kapazitätsänderungen, bei der die sich ändernde Kapazität einen Teil eines Schwingungskreises bildet, dessen mit einem zweiten Schwingungskreise erzeugte Schwebungswelle gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungserzeuger Oxydkathodenröhren verwendet werden.