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Verfahren zur Messung sehr hoher Widerstände Das Hauptpatent betrifft
eine Einrichtung zur Messung sehr hoher -Widerstände oder Ionisierungsstärken, bei
der dem zu messenden Widerstand ein Kondensator parallel geschaltet ist und
ein Gerät von der Kondensatorspannung beeinflußt ist, das die Rufladung des Kondensators
bis zu einem bestimmten Potential bewirkt, nach dessen Erreichung sich dieser über
den '\Viderstand bis zu einem bestimmten niedrigen Potential entlädt, worauf der
Ladestromkreis wieder geschlossen wird, derart, daß die Zahl der Entladungen in
der Zeiteinheit ein Maß für die Größe des Widerstandes gibt. Auch ist bereits :eine
Anordnung bekannt, bei der die wiederholte Rufladung der Steuerelektrode der bei
diesen Anordnungen meist verwendeten Elektronenröhren aus einer eigenen Stromquelle
erfolgt und in den gesteuerten Anodenstromkreis ein auf die Stärke des Gleichstromes
ansprechendes Meßgerät geschaltet ist, das durch Kontaktgebung das Anlegen einer
besonderen Spannung an das Gitter und damit das zeitweilige Sperren der Elektronenröhren
für den Anodenstrom bewirkt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, bei welchem statt einer
besonderen Batterie.zur periodischen Verriegelung des Gitters ein eigener Kondensator
verwendet -wird,-der aus der vorhandenen Anodenbatterie periodisch mit der vollen
oder einer verringerten Spannung aufgeladen wird; mit Hilfeeines Relais wird dieser
Kondensator kurzzeitig mit seinem negativen Pol an das Gitter der Elektronenröhre
gelegt. Auf diese- Weise wird eine besondere Stromquelle für diese Verriegelung
erspart, die Fehlerquellen werden vermindert, die Apparatur wird vereinfacht und
deren Betriebssicherheit erhöht.
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Ferner hat es sich in manchen Fällen als vorteilhaft erwiesen, die
Elektronenröhre nicht dauernd, sondern nur kurzzeitig derart an Spannung zu legen;
daß das längste Zeitintervall zwischen diesen kurzen Einschaltezeiten gleich oder
kleiner ist als der infolge des Stromabflusses über den zu messenden hohen Widerstand
betragende periodische Zeitraum. Diese Anordnung hat den Zweck, die "Isolationsverluste
in der Elektronenröhre,. welche infolge der Erwärmung -oder durch Ionisierung besonders
im Quetschfuß dieser Röhre meist auftreten; auf ein unschädliches Maß herabzudrücken.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Anordnung des Gitterkondensators,
derart, daß beim öffnen des Relaiskontaktes der Selbstinduktionsstoß der Relaisrichtung
eine wesentliche höhere- Augenblicksspannung liefert -.als - die Spannung aus der
Anodenbatterie
und diese höhere Spannung oder ein Teil derselben
den Verriegelungskonckersator auflädt. Es kann daher z. B. auch eine Doppelgitterrühre
mit kleiner Anodenspannung benutzt werden, und es geschieht dann die Verriegelung
des Gitterkondensators. auch mit der erforderlichen, durch den SelUstinduktionsstoß
bedingten höheren Spannung.
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Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung besteht darin, daß
eine Glimmröhre (Edelgassicherung oder sonst eine Vorrichtung, die Edelgas in einem
bestimmten niedrigen Zündpotential und eine Erdallkalikathode :enthält) in Reihe
mit einer @eigenen Stromquelle und einem Relais an Punkte der Anordnung vorzugsweise
im Anodenkreis angeschlossen wird, zwischen denen ein. möglichst großer induktiver
Spannungsabfall auftritt, so daß die Glimmröhre nur bei Erreichung oder Überschreitung
der Zündspannung, also nur vorübergehend, stromleitend ist. Der Anodenstromkreis
ist gegen die zusätzliche Stromquelle bis auf die Zeiten, in denen der in der Röhre
zustande kommende Anodenstrom, die Glimmröhre vorübergehend leitend macht, vollkommen
unterbrochen.
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Weiter wird :erfindungsgemäß, um magnetische Störungen des Röhrenisolationaxness,exs
durch die beim Betriebe neuzeitlicher Röntgenröhren verwendeten Hochspannungsgleichrichter,
oder allgemein, um Hochfrequenz, schwingungen von der Apparatur fernzur; halten,
die Ionenkammerzuleitung der ganzen Länge nach und zweckmäßig auch, der Röhrenisolationsmesser
selbst mit einer Eisenpanzerung, wie sie z. B. bei Hochfrequenzm@eßbrücken bekannt
ist, versehen. Diese hat den Zweck, die von den erwähnten. Hochfrequenzerzeugern
ausgehenden, insbesondere elektromagnetischen Einwirkungen auf die Anordnung, deren
Auftreten etwa dadurch erklärt werden kann, daß die Ionenkammer als Antenne wirkt,
auszuschließen.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß durch diese magnetischen Störungen
die Wirksamkeit der Apparatur vollkommen unterbunden wird, trotzdem die Ionenkammerzuleitung
zum Gitter selbst ausgezeichnet isoliert ist. Wird hingegen der beschriebene Eisenschutz
verwendet, dann wird die schädliche Einwirkung, insbesondere auch des Magnetfel@-es
jeder in der Nähe befindlichen Hochfrequenzwelle, restlos beseitigt.
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Schiießli,ch ist Gegenstand der Erfindung eine Anordnung, bei welcher
der zu prüfende Widerstand statt parallel zum Gitterkondensator, parallel zum Verriegelungskoztdensator
gelegt ist. Dadurch wird die Verriegelungsspannung in Beziehung zu der Größe des
zu messenden Widerstandes gebracht und auf diese W-e herabgesetzt. Nach dieser Methode
können auch vergleichsweise kleine Widerstände aus der Zahl der periodischen Stromimpulse
verläßlich gemessen werden.
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In Abb. t ist eine AusführungsmögÄfchkeit der Erfindung dargestellt,
wobei, der Verriegelungskondensator C2 aus der vollen Anodenbatterie bzw. aus einem
Teil. derselben gespeist wird. In Abt. 2 ist eine Anordnung wiedergegeben, bei der
der Kondensator durch den Selbstinduktionsspannungsstoßdes Relais R2 aufgeladen
wird.
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Abb,. 3 zeigt die Anwendung einer Glimmlampe oder Röhre in Verbindung
mit einem elektromagnetischen Relais.
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Bei der Anordnung nach Abb,. i sind die Üffnungskontakte i bis 6-
sowie der Kontakt 9, i o im Ruhezustand geschlossen, und nur die Kontakte 7, 8 und
i o, i i sind geöffnet. Demzufolge erhält das Zählwerk dauernd Ruhestrom, der negative
Pol der Heizstromquelle ist ständig mit der einen Belegung des, Gitterkondensators
Cl zusammengeschaltet: und über den Kontakt 3, ¢ mit dem urisolierten, geerdeten
Pol des zu messenden Widerstandes D verbunden; die eine Belegung des Verriegelungskondensators
C2 erhält aus der bei E
entsprechend -eingestellten Anodenbatterile! über
den Kontakt 5, 6 eine positive Rufladung, während die andere Belegung über den Kontakt
i o, 9 mit der Heizbatterie des Glühfadeüs der Elektränenrähre verbunden ist, Wird
die Heiz- und Anodenbatterie eingeschaltet, dann entsteht ein Anodenstromstoß in
der Röhre, der zur Folge hat, daß das Relais R1 angezogen wird und den Kontakt A
schließt; dadurch wird auch das Relais R2 angezogen, das die Kontakte i, 2, 3, 4,
5, 6 und @9., 1 o öffnet und die Kontakte 7, 8 und i q, i i schließt. Hierdurch
wird zunächst der eine Pol des zu messenden hohen Widerstandes D bei Kontakt 4 und
der aus der Anodenbatterie über E und die Kontakte 5, 6 und 9, io aufgeladene
Verriegelungskondensafor C2 beidpolig abgeschaltet und dessen negativ aufgeladene
Bewegung über den Kontakt io, i i am den Gitterpol des Kondensators Cl gelegt, während
die positiv aufgeladene Belegung über den Kontakt 7,8
an die Kathode angelegt
und solcherart die Röhre verriegelt wird.
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Der Ruhestrom des Zählwerkes wird bei dem Kontakt i, z unterbrochen,
wodurch das Zählwerk beispielsweise um einen Zahn weitergerückt wird. Dadurch, daß
wähnend der Rufladung des Kondensators Cl aus dem> Kondensator C2 der Kontakt 4,
3 unterbrochen ist, wird der Gitterkondensator Cl, unbekümmert um die Größe des
zu messenden hohen Widerstandes- (oder der Kapazität) D immer auf den vollen Spannungswert
aufgeladen.
Bezeichnet V2 die kleinere Spannung am Kondensator Cl,
während V1 die ursprüngliche höhere Spannung bezeichnet, dann gilt bekanntlich
wobei e die Basis der natürlichen Logarithmen, t die Entladungszeit, R der zu messende
Widerstand und C die Kapazität des Gitterkondensators Cl ist. Falls der zu messende
Widerstand, wie bisher üblich, dauernd an dem Kondensator Cl liegt, würde sich V1
nach Maßgabe des Widerstandes R ändern, was zur Folge hätte, daß die Beziehung zwischen
den periodischen Stromimpulsen und dem zu messenden Widerstand nach einer logarithmischen
Kurve verläuft.
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Erfindungsgemäß wird aber der Gitterkondensator immer nur bei abgeschaltetem
Widerstand, daher stets auf den nämlichen Spannungswert aufgeladen. Es gilt daher
aus der obigen Formel
woraus hervorgeht, daß die Entladezeit t eine rein lineare Funktion von R geworden
ist.
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Dadurch, daß im Anodenkreis der Röhre ein Relais R1 nur mit einem
einzigen Kontakte -A enthalten ist, während, wie vorstehend- beschrieben, alle übrigen
Kontaktumschaltungen in das kräftiger dimensionierte Relais ,f22 verlegt sind, ist
eine möglichst große Betriebssicherheit der ganzen Anordnung gewährleistet.
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Die Röhre V kann z. B., um uner@vünschte Iönenbildungen in derselben
auszuschließen, auch zwei Gitterenthalten und infolgedessen zweckmäßig nur mit 7
Volt Anodenspannung versorgt werden. Eine beispiAsweise Ausführungsform einer solchen
Schaltung für Ein- bzw. Zweigitterröhren zeigt Abb. z, die sich von Abb. i im wesentlichen
nur dadurch unterscheidet, daß die Verriegelung des Gitters nicht über den Verriegelungskondensator
C2 durch die Spannung der Anodenbatterie, sondern durch den beim Öffnen des Kontaktes
A entstehenden Selbstinduktionsspannungsstoß des Relais R2 und zweckmäßig über das
Potentiometer P erfolgt.
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Wie bei der Schaltung nach Abb. i, muß auch hier zuerst der Kontakt
A durch das Relais R1 und der Kontakt 4, 5 durch das Relais R2 geöffnet und dann
erst der Kontakt 3, 4 geschlossen werden, so daß der Widerstand D während des Aufladens
des Kondensators Cl abgeschaltet ist. Die übrige Wirkungsweise .entspricht der in
Abb. i dargestellten Anordnung.
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Die hier beschriebene Erfindung in einer Anordnung, die wirksam in
Blei und Eisen abgeschirmt ist, hat sich beispielsweise auch zur Messung und Aufschreibüng
von Röntgendosismengen als besonders günstig erwiesen.
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Abb. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform zur betriebssicheren Betätigung
der Anordnung, bei der das Relais unmittelbar im Anodenkreis erspart wird. Die an
sich bekannte Eigenschaft einer Glimmröhre G bzw. Edelgassicherung mit Alkali und
einem Edelgase u. dgl. nur oberhalb einer bestimmten Zündspannung stromleitend zu
sein, wird hier benutzt. Eine solche Glimmröhre G wird zwischen Punkte möglichst
großen induktiven Spannungsabfalles, beispielsweise an den Transformator C, geschaltet
und schließt die Batterie B. und das Relais U1 übler den Transformator T, so oft
durch den Stromstoß dieser Transformator eine Spannung aufweist, die oberhalb. der
Zündspannung der Glimmröhre G liegt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß ein hochempfindliches
und daher nicht immer betriebssicheres Relais im Anodenkreis der Verstärkerröhre
vermieden ist.