DE659355C - Anordnung zur Messung hoher Spannungen unter Verwendung einer Elektronenstrahlroehre ohne Ablenkplatten - Google Patents

Description

Bei der Messung hoher Spannungen ist die Anwendung, der üblichen Voltmeter nicht mehr möglich. An ihre Stelle treten Meßfunkenstrecken und verschiedene Arten von statischen Voltmetern. Die Nachteile dieser Instrumente sind: unbequeme Handhabung wegen der Größe der Apparatur, geringe Meßgenauigkeit und Schwierigkeiten bei der Eichung. Insbesondere müssen die Geräte bei Ortsveränderung meist nachgeeicht werden.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Spannung auf elektronenoptischem Wege zu messen. Gemäß der Erfindung dient zur Messung hoher Spannungen eine Elektronenstrahlröhre ohne Ablenkplatten, jedoch mit einer zur elektranenoptischen Abbildung einer Blende, der Kathode o. dgl. dienenden magnetischen Linse mit dem Merkmal, daß die elektronenoptisch ,abgebildete Blende oder Kathode längliche Gestalt aufweist, und daß die zu messende Spannung zwischen der Kathode und dem Beschleunigungssystem der Röhre angelegt ist, wobei als Maß für die Spannung die Stromstärke für das zur scharfen Abbildung erforderliche magnetische Linsenfeld dient. Statt oder zugleich mit der Stromstärke des Linsenfeldes kann auch der zur scharfen Abbildung erforderliche Abstand der parallel dem Elektronenstrahl auf der Röhre verschiebbaren Linse von dem Leuchtschirm bzw. dem abzubildenden Element zur Messung der Spannung dienen.

Zwischen dem zur Scharfeinstellung nötigen Strom/ der als magnetische Linse dienenden Konzentrationsspule und der Beschleunigungsspannung U der Elektronen besteht nämlich eine einfache quadratische Beziehung

U = const. J-.

Diese Beziehung ist in einem größeren Bereich sehr genau erfüllt und bietet deshalb die Möglichkeit, ein vom Spulenstrom durchflossenes Amperemeter direkt in Volt zu eichen. Die Eichung kann bei niederen Spannungen vorgenommen werden und rechnerisch auf die höchsten meßbaren Spannungen erweitert werden. Die Röhre muß dabei selbstverständlich auf bestes Hochvakuum gebracht werden, um bei hohen Spannungen Durchschläge zu vermeiden. Die Meßgenauigkeit kann durch Erhöhung der Empfindlichkeit des Spulenamperemeters sehr gesteigert werden..

Um eine einwandfreie Scharfeinstellung des Bildes bei konstanter, Meßspannung zu erhalten, ist bei der Einstellung darauf zu achten, daß der längliche Leuchtfleck, der als Bild der länglichen Blende oder Kathode entsteht, bei feststehender Linse stets dieselbe Lage behält. Denn auch der Drehwinkel des von einer magnetischen Linse erzeugten Bildes ist von dem Verhältnis J²IU abhängig, so daß bei Scharfeinstellung jedesmal derselbe Drehwinkel besteht, der Leuchtstrich also dieselbe Lage hat. Andererseits kann bei

nicht ganz scharfer Einstellung des Bildes die Drehung oder die Unscharfe des Bildes, die auf dem Leuchtschirm unmittelbar ab: gelesen werden kann, als Maß für die Span·-- nung oder die Spannungs Schwankungen dienen. Bei der zu Versuchszwecken benutzten" Anordnung entsprach einer Spannungsänderung von ι ο o/o eine Drehung des Bildes um ii°. Es können also schon sehr kleine Spannungsschwankungen damit sicher erkannt werden.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung dargestellt. Von der Glühkathode/<C des Elektronenstrahlrohres gehen die Elektronen aus, werden von der zu messenden Spannung, die bei V an die Anode gelegt wird, beschleunigt und treffen die Anode 5, in deren Blech ein Loch eingeschnitten ist. Entweder muß dabei das x\nodenloch oder die Kathode längliche Gestalt aufweisen. Durch das magnetische Feld der Konzentrationsspule L, die auf dem Stutzen T der Elektronenstrahlröhre verschiebbar angeordnet ist, wird das von

öS den Elektronen bestrahlte Loch der Anode oder der Kathode selbst auf dem Leuchtschirm Z (Zinksulfid) abgebildet.

Die Anordnung nach der Erfindung läßt sich ohne weiteres für Spannungen von kV .und höher verwenden. Da sie tragheitslos arbeitet, lassen sich außerdem die • schnellsten Spannungsänderungen damit nachweisen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Messung hoher Spannungen unter Verwendung einer Elektronenstrahlröhre ohne Ablenkplatten, jedoch mit einer zur elektronenoptischen Abbildung der Anode o. dgl. dienenden magnetischen Linse, dadurch gekennzeichnet, daß die !elektronenoptisch abgebildete Blende oder Kathode längliche Gestalt aufweist, und daß die zu messende Spannung zwischen der Kathode und dem Beschleunigungssystem der Röhre angelegt ist, wobei als Maß für die Spannung die Stromstärke für das zur schärfen Abbildung erforderliche magnetische Linsenfeld und/oder der erforderliche Abstand der Linse von dem Leuchtschirm bzw. dem abzubildenden Element dient.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des Leuchtschirmes, daß die Drehung des Leuchtschirmbildes unmittelbar abgelesen werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen