Kurzzeitmessanordnung. Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurzzeitmessanordnung, bei der während der zu messenden Zeit ein Kondensator über einen Widerstand aufgeladen wird, dessen La dungsmenge durch die Dauer seiner über einen grossen Widerstand erfolgenden Ent ladung bis zu einer vorher eingestellten Min destspannung gemessen wird. Die Dauer der Entladung soll dabei so verlängert werden, dass diese ohne Schwierigkeiten messbar ist. Wird ein Kondensator über einen verhältnis mässig kleinen Widerstand schnell aufgeladen und über einen grossen Widerstand langsam wieder entladen, so hat der Entladestrom be kanntlich den Verlauf einer Exponentialkurve.
Infolge dieser mathematischen Eigenschaft kann die genaue Zuordnung eines Abszissen wertes zu einem vorgegebenen Ordinatenwert nicht mehr mit der erforderlichen Genauig keit erfolgen, d. h. das Ende der zu messen den und um einen bestimmten Faktor gedehn ten Zeit- ist nicht genau bestimmbar, Diese Schwierigkeiten werden erfindungs gemäss dadurch beseitigt, dass zur Fest legung des Zeitpunktes, an dem die langsam abfallende Kondensatorspannung eine einge stellte Mindestspannung erreicht, eine Kipp schaltung dient, deren Steuerspannung einem Widerstand entnommen ist, mit welchem vorzugsweise über eine Elektronenröhre der Entladewiderstand gekoppelt ist.
Die er wähnte Mindestspannung ist dabei in be kannter Weise abhängig von der Anoden spannung .der in der Kippschaltung vorge sehenen Röhren und deren Gitterspannung; die zweckmässigerweise regulierbar ist. Von der Kippschaltung kann beispielsweise eine Uhr elektromagnetisch gesteuert werden, so dass die gemessene Zeit ablesbar ist. An sich ist die Verwendung von Messuhren als An zeigegerät bei nach der Kondensatormethode arbeitenden Kurzzeitmessanordnungen bereits vorgeschlagen worden.
Ein Ausführungsbeispiel des Kurzzeit messers. nach der Erfindung ist auf der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigen: Fig. 1 ein Schema des Kurzzeitmessers, Fig. 2 und 3 an Diagrammen das be folgte Lösungsprinzip.
Der Gitterkreis einer Röhre 8 enthält den Zeitdehnerkreis; die Röhren 16 und 17 ge hören zur Kippschaltung. Der Zeitdehner kreis besteht aus einem Kondensator 5 und den beiden Widerständen 4 und 6, wobei der Widerstand 4 sehr klein gegen den Wider stand 6 sein soll. Zu Beginn der Messung sind die beiden Kontakte 1 und 2 geschlos sen. Die Messzeit ist durch den zeitlichen Ab stand des Öffnens dieser beiden Kontakte ge geben.
Im Ruhestand ist das Gitter der Röhre 8 positiv. Zuerst wird Kontakt 1 geöffnet. Da durch wird der Kurzschluss des Konden- sators 5 beseitigt und dieser kann sich über den kleinen Widerstand 4 so lange. aufladen, bis der Stromfluss durch das Öffnen des Kon taktes 2 unterbrochen wird. Gleichzeitig be kommt die Röhre 8 negative Gitterspannung. Der Kondensator 5 entlädt sich nun über den grossen Widerstand 6, der gleichzeitig im Gitterkreis der Röhre 8 liegt. Diese Röhre führt also während der Entladung des Kon- densators 5 über den Widerstand 6 im Anodenkreis keinen Strom.
Der durch den Ruhestrom im Widerstand 11 entstehende Spannungsabfall ist grösser ist grösser als die Spannung 14, so dass die negative Spannung 14 kompensiert wird und die Röhre 16 im Ruhezustand eine positive Git terspannung hat. Der Anodenstrom der Röhre 16 erzeugt am Widerstand 18 eine Spannung, welche die Röhre 1.7 vollständig blockiert. Das Instrument 22 zeigt also vor Beginn der zu messenden Zeit keinen Strom.
Nach Öffnen des Kontaktes 1 erhält die Röhre 8 eine negative Gitterspannung, so da.ss der Strom im Anodenkreis Null wird. Die positive Spannung am Widerstand 11. ist nicht mehr vorhanden, und durch die Span nung 14 wird das Gitter der Röhre 16 nega tiv. Es fliesst also im Widerstand 18 kein Strom. Hierdurch erhält das Gitter der Röhre 17 Kathodenpotential, und es fliesst ein Strom ; im Kreis 15, 17, 23, 22, 21. Der am Wider stand 15 entstehende Spannungsabfall macht das Gitter der Röhre 16 noch weiter negativ, so dass dieser Zustand vollständig stabil bleibt. An diesem Zustand wird auch nichts geändert durch das Öffnen des Kontaktes 2, da ja die Röhre 8 infolge des Zeitdehnerglie- des immer noch sperrt.
Erst mit zunehmender Entladung kommt der Anodenstrom der Röhre 8 langsam wie-, der. Dadurch wird der im Widerstand 11 entstehende Spannungsabfall langsam grösser. Mit zunehmender Spannung am Widerstand 11 wird jedoch einmal der Augenblick er reicht, in dem die Summe der Spannungen von 11, 14 und 15 zu Null wird.
In diesem Augenblick erhält also das Git ter der Röhre 16 Kathodenpotential. Es fliesst ein Anodenstrom, der dem Gitter der Röhre 17 negative Spannung zuführt. Dadurch wird aber der Anodenstrom dieser Röhre ge sperrt. Die Spannung am Widerstand 15 wird dann Null und somit die Gitterspan nung der Röhre 16 weiter positiv, so dass auch dieser Zustand stabil ist.
In Fig. 2 ist der Verlauf der Spannung am Kondensator 5 graphisch dargestellt. Die Spannung am Widerstand 11 im Ausgang der Röhre 8 ist durch die gestrichelte Kurve 8' gegeben. Während der Aufladung fällt der Strom so lange ab, bis die Röhre voll ständig blockiert ist, um dann allmählich mit zunehmender Entladung langsam wieder ein zusetzen. Ist der Moment des Kippens der beiden folgenden Röhren 16 und 17 durch die strichpunktierte Linie 16' gegeben, so erfolgt das Kippen in dem Augenblick, in dem die Kurve 8' diese Gerade schneidet. Die Fig. 3 zeigt den Stromverlauf im Anoden kreis der Röhre 17.
Es ergibt sich also im Diagramm ein rechteckiger Stromverlauf 5', der die gedehnte Zeit genau begrenzt.
Der Kurzzeitmesser ist besonders in Ver bindung mit elektromagnetisch gesteuerten Uhren anwendbar, die an die Klemmen 23 angeschlossen werden, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung stromverstärkender Schalt elemente. Die Messzeit kann an dieser Uhr dann unmittelbar abgelesen werden, wenn der Faktor der Zeitdehnung berücksichtigt wird.
An Stelle der Kontakte 1 und 2 können beliebige andere Auslöseeinrichtungen, die auch unmittelbar durch ein fliegendes Ge schoss gesteuert werden können, Verwendung finden. So ist es z. B. möglich, die Konden satorladung durch eine Röhrenschaltung vor zunehmen, die durch Photozellen, Spulen oder dergleichen gesteuert wird.
Short-term measurement arrangement. The invention relates to a short-term measuring arrangement in which a capacitor is charged via a resistor during the time to be measured, the amount of charge being measured by the duration of its discharge taking place via a large resistance up to a previously set minimum voltage. The duration of the discharge should be extended so that it can be measured without difficulty. If a capacitor is charged quickly via a relatively small resistance and slowly discharged again via a large resistance, the discharge current is known to have the shape of an exponential curve.
As a result of this mathematical property, the exact assignment of an abscissa value to a given ordinate value can no longer be carried out with the required accuracy; H. the end of the time to be measured and stretched by a certain factor cannot be precisely determined.These difficulties are eliminated according to the invention in that a flip-flop circuit is used to set the point in time at which the slowly falling capacitor voltage reaches a set minimum voltage serves, the control voltage of which is taken from a resistor to which the discharge resistor is preferably coupled via an electron tube.
The minimum voltage he mentioned is dependent in a known manner on the anode voltage .the tubes provided in the flip-flop circuit and their grid voltage; which is conveniently adjustable. A clock, for example, can be controlled electromagnetically by the toggle switch so that the measured time can be read off. In itself, the use of dial gauges as a display device has already been proposed for short-term measuring arrangements working according to the capacitor method.
An embodiment of the short term knife. according to the invention is illustrated in the drawing, namely show: Fig. 1 is a scheme of the timer, Fig. 2 and 3 of diagrams that be followed solution principle.
The grid circle of a tube 8 contains the time expander circle; the tubes 16 and 17 ge listen to the toggle switch. The time expander circle consists of a capacitor 5 and the two resistors 4 and 6, the resistor 4 being very small against the counter-6 should be. At the beginning of the measurement, the two contacts 1 and 2 are closed. The measuring time is given by the time interval between the opening of these two contacts.
At rest, the grid of the tube 8 is positive. Contact 1 is opened first. As a result, the short circuit of the capacitor 5 is eliminated and this can remain through the small resistor 4 for so long. Charge until the current flow is interrupted by opening the contact 2. At the same time, the tube 8 comes negative grid voltage. The capacitor 5 is now discharged via the large resistor 6, which is also located in the grid circle of the tube 8. During the discharge of the capacitor 5, this tube therefore does not carry any current via the resistor 6 in the anode circuit.
The voltage drop resulting from the quiescent current in the resistor 11 is greater than the voltage 14, so that the negative voltage 14 is compensated and the tube 16 has a positive grid voltage in the quiescent state. The anode current of the tube 16 generates a voltage across the resistor 18 which completely blocks the tube 1.7. The instrument 22 therefore shows no current before the start of the time to be measured.
After opening the contact 1, the tube 8 receives a negative grid voltage, so that the current in the anode circuit becomes zero. The positive voltage across the resistor 11 is no longer present, and the voltage 14 causes the grid of the tube 16 to become nega tive. So there is no current flowing in resistor 18. As a result, the grid of the tube 17 receives cathode potential and a current flows; in circle 15, 17, 23, 22, 21. The voltage drop occurring at the resistance 15 makes the grid of the tube 16 even more negative, so that this state remains completely stable. In this state, nothing is changed by opening the contact 2, since the tube 8 is still blocked as a result of the time expander link.
Only with increasing discharge does the anode current of the tube 8 slowly return. As a result, the voltage drop occurring in resistor 11 slowly increases. With increasing voltage across the resistor 11, however, the moment it is enough in which the sum of the voltages of 11, 14 and 15 becomes zero.
At this moment, the grid of the tube 16 receives cathode potential. An anode current flows, which supplies negative voltage to the grid of the tube 17. As a result, however, the anode current of this tube is blocked. The voltage at the resistor 15 then becomes zero and thus the grid voltage of the tube 16 continues to be positive, so that this state is also stable.
In Fig. 2, the course of the voltage across the capacitor 5 is shown graphically. The voltage across the resistor 11 at the outlet of the tube 8 is given by the dashed curve 8 '. During the charging process, the current drops until the tube is completely blocked, and then gradually resumes again as the discharge increases. If the moment of tilting of the two following tubes 16 and 17 is given by the dash-dotted line 16 ', the tilting takes place at the moment in which the curve 8' intersects this straight line. 3 shows the current curve in the anode circuit of the tube 17.
The result in the diagram is a rectangular current curve 5 'which precisely limits the extended time.
The timer is particularly applicable in connection with electromagnetically controlled clocks that are connected to the terminals 23, possibly with the interposition of current-boosting switching elements. The measuring time can then be read directly on this watch if the factor of time expansion is taken into account.
Instead of contacts 1 and 2, any other triggering devices that can also be controlled directly by a flying Ge shot can be used. So it is e.g. B. possible to increase the capacitor charge through a tube circuit, which is controlled by photocells, coils or the like.