DE871027C - Anordnung zur Messung von Widerstaenden unter Verwendung eines Quotientenmessgeraetes - Google Patents

Description

• Anordnung zur Messung von Widerständen unter Verwendung eines Quotientenmeßgerätes Zur spannungsunabhängigen Messung von Widerständen sind Kreuzspul instrumente nach Bruger bekanntgeworden, die in eine Stromverzweigung geschaltet sind. Diese Anordnung ist in Fig. I dargestellt. Das Meßgerät besteht aus den beiden gekreuzten Spulen I und 2, die über einen Polkern 3 zwischen den Polschuhen 4 und 5 angeordnet sind.
• Die gewünschte Charakteristik wird durch entsprechende Formgebung der Pol schuhe 4 und 5 erreicht. Zu den beweglichen Systemen wird der Strom durch drei richtkraftfreie Zuführungen 6, 7 und 8 zugeführt. Die Spule I ist in Reihe mit dem Festwiderstand 11, die Spule 2 in Reihe mit dem zu messenden Widerstand 12 geschaltet. Die Stromverzweigung wird von der Spannungsquelle I5 gespeist. Der Zeiger I3 des Systems zeigt an der Skala 14 den Wert des Widerstandes 12 an.
• Wie sich leicht übersehen läßt, ist die Skalenmitte unabhängig von der Meßgerätetemperatur; am Skalenanfang und -ende tritt jedoch ein nennenswerter Temperaturfehler auf. Der Vorteil des Verfahrens besteht in der verhältnismäßig einfachen Schaltung, der Nachteil darin, daß eine weitgehende Verringerung des Temperaturfehlers nur mit komplizierten Anordnungen möglich ist und andererseits kleine Meßbereiche Schwierigkeiten bereiten infolge der sehr kleinen Luftspalttoleranzen.
• Eine andere bekannte Anordnung zeigt Fig. 2 unter Verwendung eines in eine Brücke geschalteten sog. T-Spulgerätes. In Fig. 2 sind ebenso wie. in den weiteren Figuren für entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. I. Das Meßgerät besteht aus den beiden Spulen I7 und I8, die um den Polkern I6 greifen und zwischen den Polschuhen 4 und 5 angeordnet sind. Die kleine, das Rückstellmoment liefernde Spule I8 ist über die beiden richtkraftfreien Zuführungen 7 und 8 und den Manganinwiderstand 19 an den Widerstand 20 geschaltet, der vom Gesamtbrückenstrom durchflossen wird. Die Spule I7 wird über die Zuführungen g und 10 in die Diagonale einer Brücke geschaltet, die aus den Widerständen 21; 22, 23 und dem veränderlichen Widerstand I2 besteht. Diese Anordnung ist zunächst einmal für die Skaleilmitte temperaturunabhängig, da dann der Strom in der Spule I7 Null ist. Es ist jedoch möglich, für einen weiteren -Punkt der ,Skala die Anzeige von der Gerätetemperatur unabhängig zu machen durch entsprechende Wahl des Widerstandes 19. Ist die Widerstandsänderung von I2 verhältnismäßig klein, dann ist der Temperaturfehler auch an den anderen Skalenpunkten nur sehr gering. Ein weiterer Vorteil des Meßgerätes ist, daß die geometrischen Abmessungen des Luftspaltes an den verschiedenen Skalenpunkten stark differieren, so daß im Gegensatz zu Fig. I mit verhältnismäßig großen Luftspalttoleranzen gerechnet werden kann.
• Nachteilig. bei diesem Verfahren ist der verhältnismäßig große Aufwand an Widerständen.
• Die Erfindung bezweckt, eine Anordnung mit einem spannungsunabhängigen Meßgerät zu. schaffen, die weitgehend temperaturunabhängig ist und mit verhältnismäß wenig Widerständen arbeitet, wobei die Toleranzen im Luftspalt groß gewählt. werden können. Der grundsätzliche Weg hierzu besteht darin, daß unter Aufteilung einer Spule des Meßwerks in zwei Teilspulen, die einmal mit dem zu messenden, das andere Mal mit einem Vergleichswiderstand verbunden sind, das Verhältnis der diese Spule beeinflussenden Differenzwirkung der Teilströme zu der die andere Spule beeinflussenden Summenwirkung der Teilströme gebildet wird und die beiden Ströme in gleicher Weise temperaturabhängig gemacht sind.
• Die Fig. 3 bis 6 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. 3 ist die Verwendung eines Brugerschen Kreuzspulinstrumentes vorgesehen, das an einem sog. Widerstandsgeber 24 angeschlossen ist. Von der Spannungsquelle 15 geht es über die Bürste und die beiden Teilwicklungen des Widerstandsgebers 24 zu den beiden Teilspulen 25 und 26 des Brugerschen Kreuzspulinstrumentes, deren Verbindungsstelle mit der Spule II verbunden ist. Die Spule II liegt mit dem Vorwiderstand Ig an dem Widerstand20, der vom größten Teil des Gesamtstromes durchflossen wird. Da im vorliegenden Fall der Parallelwiderstand zu den Teilspulen 25.und 26 gleich dem Gesamtwiderstand des Gebers ist, kann durch geeignete DimensionieL rung des Widerstandes 20 die Anzeige für alle Geberstellungen streng temperaturunabhängig gemacht werden, was bei der normalen Kreuzspulschaltung nicht möglich ist.
• Der Vorteil dieser Schaltung gegenüber der bekannten Brückenschaltung beruht nicht nur auf dem Fortfall einiger Widerstände, sondern auch darauf, daß infolge des Fortfalls von leistungsverbrauchenden Widerständen der gesamte Stromverbrauch sehr klein gehalten werden kann. Dies ist zum Beispiel von Wichtigkeit, wenn zwischen Geber und Empfänger ein größerer Leitungswiderstand vorhanden ist. An Stelle des Widerstandsgebers 24 kann auch ein fester und ein .zur Temperaturmessung dienender veränderlicher Widerstand verwendet werden.
• Fig. 4 zeigt ein Gerät zur Messung von Widerständen, ein sog. Ohmmeter. Hierbei ist die Stromverzweigung mit den beiden Teilspulen 25 und 26 so aufgebaut, daß im Kreise 25 ein Vergleichswiderstand 38 bis 40 und im anderen Kreise der zu messende Widerstand I2 liegt. Durch Anschaltung des zu messenden Widerstandes einerseits an die Klemme 32, andererseits mittels des Wahlscbalters 36 wahlweise an die Klemmen 33, 34 und 35 der Vergleichswiderstände 38,39 und 40 ist es möglich, den Meßbereich zu ändern, da in diesem Fall bei symmetrischem Aufbau die Skalenmitte geändert wird. Infolge des spannungsunabhängigen Charakters des Meßgerätes ergibt sich so eine sehr einfache Art der Umschaltung. Das Meßgerät selber besteht außer den Teilspulen 25 und 26 aus dem kleinenRähmchen I8, dem Kernmagneten 27, einem zylindrischen geschlitzten Rückschluß ring 29, dem Lagerhalter 28, dem Schlußstück 30 und der Schraube 3I. Während die Teilspulen 25 und 26 über den Polkern greifen, greift das kleine Rähmchen I8 über den Rückschlußring. Durch den Widerstand 37 wird bei Anschalten sehr kleiner Widerstände ein unzulässiges Anwachsen des Stromes verhindert.
• Fig. 5 zeigt, daß es mit einfachen Mitteln möglich ist, bei dem Meßgerät nach Fig. 4 eine Anordnung zur Messung von sehr kleinen Widerständen zu schaffen, Hierbei ist vor allen Dingen möglich, zur Erzeugung des Drehmomentes den Wickelraum vollständig auszunutzen im Gegensatz zur Anordnung nach Fig. 4, wo der veränderliche Widerstand 12 nur den Strom in dem halben Wickelraum (Teilspule 26) beeinflußt. Durch geeignete Dimensionierung der Brückenwiderstände 21, 22 und 23 kann vermieden werden, daß in ihnen Drehmoment verlorengeht. Wie Fig. 5 zeigt, ist es zu diesem Zweck nur notwendig, eine Verbindung zwischen den Teilspulen 25, 26 und der kleinen Spule 18 zu unterbrechen. Auf diese Weise ist es möglich, in der geringen Zahl der Fälle, wo ein kleiner Meßbereich verlangt wird, ohne nennenswerte Anderung am Meßgerät eine zweckmäßige Ausführung vorzusehen.
• Fig.-6 zeigt eine Anordnung zur Messung von Wechselstromwiderständen. Die Hilfsspannung wird über den Wandler, 41. in zwei Stromkreise 43 und 44- transformiert. Im Kreise 43 liegt der zu messende Widerstand 45 und eine Gleichrichteranordnung 46, in dem Kreise 44 ein Vergleichswiderstand 47 und eine Gleichrichteranordnung 48.
• Die Gleichrichterbrücken 46 und 48 sind einpolig verbunden. Die beiden anderen Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrücken führen zu den Enden der Differentialspulen 25 und 26, deren Mitte über den Widerstand 20 mit den verbundenen Punkten der Gleichrichterbrücken 46 und 48 verbunden sind.
• Parallel zum Widerstand 20 liegt die Hilfsspule I8 über dem Vorwiderstand 19.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Messung von Widerständen unter Verwendung eines Quoti entenmeßgerätes (Kreuz- oder T-Spulmeßwerk), dadurch gekennzeichnet, daß unter Aufteilung einer Spule des Meßwerks in zwei Teiispulen, die einmal mit dem zu messenden, das andere Mal mit einem Vergl eichswiderstand verbunden sind, das Verhältnis der diese Spule beeinflussenden Differenzwirkung der Teil ströme zu der die andere Spule beeinflussenden Summenwirkung der Teilströme gebildet wird und die beiden Ströme in gleicher eioherWeisetemperaturabhängig gemacht sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem T-pnlmeßgerät die Hauptspule aufgeteilt ist, während die andere Spule (I8) über einen temperaturunabhängigen Widerstand (20) von dem Gesamtstrom abhängig gemacht wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Brugerschen Kreuzspulgerät die eine Spule aufgeteilt ist, während die andere Spule (I) über einen temperaturunabhängigen Widerstand (20) von dem Gesamtstrom abhängig gemacht wird.
4. 4. Anordnung nach Anspruch I und 3 zur Messung von mit Widerstand silermometern gemessenen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß das Wi derstandsthermometer an die Stelle des zu messenden Widerstandes tritt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch I bis 3 zur Messung der Stellung eines Abgriff eines Widerstandsgebers, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Widerstandsgebers (24) mit den beiden Teil spulen (25 und 26) verbunden sind, während der Abgriff mit der Spannungsquelle (I5) verbunden ist (Fig. 3).
6. 6. Anordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichswiderstand (38 bis 40) aufgeteilt ist und zur nutzung als Ohmmeter mit Anzapfungen versehen ist, an die der zu messende Widerstand (I2) umschaltbar angeschlossen ist (Fig. 4).
7. 7. Anordnung nach Anspruch I und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Teilspulen (25 und 26) und Richtspnle (I8) leicht lösbar angeordnet ist, so daß das Gerät bei Messung von kleinen Wi derstan dsa'nderungen in eine Brücke geschaltet werden kann (Fig. 5).
8. 8. Anordnung nach Anspruch I und 2 zur Messung von Wechselstromwiderständen, dadurch gekennzei,chnet, daß über einen Wandler (42) zwei Hilfsspannungen gewonnen werden, die über den zu messenden Widerstand (+5) und einen Vergleichswiderstand (47) Glei chri chteranordnungen in Brückenschaltung (46 und 48) zugeführt werden, die einpolig verbunden sind, während die Enden der Differentialspulen (25 und 26) den beiden anderen Gleichrichterausgangsklemmen zugeführt sind und die Hilfsspule (I&) zwischen der Mittelanzapfung und den verbundenen Enden der Gleichrichter liegt (Fig. 6).