DE224587C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVl 224587 -KLASSE 21 e. GRUPPE - JVl 224587 - CLASS 21 e. GROUP

SIEMENS & HALSKE AKT.-GES. in BERLIN. Widerstandsmesser nach dem Deprez-System. Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Mai 1909 ab.SIEMENS & HALSKE AKT.-GES. in Berlin. Resistance meter according to the Deprez system. Patented in the German Empire on May 27, 1909.

Die gebräuchlichen Meßgeräte zur unmittelbaren Anzeige des Widerstandswertes von Drahtwicklungen, Leitungen o. dgl. sowie zur unmittelbaren Ablesung des Isolationswider-Standes von Leitungen, Apparaten u. dgl. sind entweder sog. gewöhnliche Ohmmeter, d. h. einfache Strommesser, welche für eine bestimmte Meßspannung als Widerstandsmesser geeicht sind, oder es sind Instrumente, welcheThe usual measuring devices for the immediate display of the resistance value of Wire windings, lines or the like, as well as for direct reading of the insulation resistance of cables, apparatus and the like are either so-called ordinary ohmmeters, i.e. H. simple ammeter, which for a specific Measuring voltage are calibrated as an ohmmeter, or there are instruments which

ίο auf dem Prinzip der sog. Kreuzspule beruhen. Die erstgenannten Instrumente haben den Nachteil, daß die Genauigkeit der Ablesung in sehr starkem Maße von der genauen Einschaltung derjenigen Spannung abhängt, für welche die Eichung gilt, ein Fehler, den die Kreuzspulinstrumente nicht aufweisen. Andererseits besitzen die letztgenannten Instrumente verschiedene Nachteile, von denen besonders die Schwierigkeit der Stromzuführung zu dem beweglichen System und der Mangel einer bestimmten Ruhestellung des Zeigers hervorzuheben sind.ίο based on the principle of the so-called cross-wound bobbin. The former instruments have the disadvantage that the accuracy of the reading depends to a very large extent on the exact switching on of the voltage for which the calibration applies, an error that the cross-wound instruments do not have. on the other hand the latter instruments have various disadvantages, one of which is particular the difficulty of supplying power to the moving system and the lack of a certain rest position of the pointer are to be emphasized.

Die Erfindung betrifft nun eine Verbesserung der gewöhnlichen Ohmmeter, sofern es sich um Instrumente nach dem Deprez-System handelt.The invention now relates to an improvement in the ordinary ohmmeter, provided that there is are instruments based on the Deprez system.

Der Ausschlagwinkel eines derartigen Instrumentes istThe deflection angle of such an instrument is

α = C₁ · Z · i, α = C ₁ Z i,

wobei Z die Stärke des Magnetfeldes und i die Stromstärke in der Drehspule ist. Nunwhere Z is the strength of the magnetic field and i is the current strength in the moving coil. so

ist i = —, wenn e die Meßspannung und w i = -, if e is the measuring voltage and w

den Gesamtwiderstand des Stromkreises bedeutet. Folglich gilt die Beziehung:means the total resistance of the circuit. Hence the relation applies:

„ e"E

CL= C₁ · Z · CL = C ₁ Z

Gemäß der Erfindung wird nun das die Drehspule beeinflussende Magnetfeld Z derart von der Meßspannung beeinflußt, daß es mit zunehmender Spannung abnimmt und umgekehrt mit abnehmender Spannung zunimmt. Es sollen auf diese Weise die Angaben des Instrumentes bis zu einem gewissen Grade von der Höhe der Meßspannung unabhängig gemacht werden.According to the invention, the magnetic field Z influencing the moving coil is influenced by the measuring voltage in such a way that it decreases with increasing voltage and, conversely, increases with decreasing voltage. In this way, the information provided by the instrument should be made independent of the level of the measurement voltage to a certain extent.

Wenn nun der Ausschlagwinkel von der Höhe der Spannung unabhängig sein soll, so müßte die Beziehung gelten:If the deflection angle is to be independent of the level of tension, then so the relation would have to apply:

denn in diesem Falle wärebecause in this case it would be

5555

e
w e
w

fs.fs.

6060

Die Funktion -^ ist in Fig. ι der ZeichnungThe function - ^ is in Fig. Ι of the drawing

in Abhängigkeit von e graphisch dargestellt. Aus leicht erkennbaren Gründen ist es allerdings nur mit einer gewissen Annäherung bzw. in einem gewissen Bereich möglich, das Magnetfeld Z von der Spannung in der geforderten Weise beeinflussen zu lassen, so daß nurinnerhalb dieser Grenzen bzw. mit einer gewissen Annäherung die Angaben eines der-as a function of e . For easily recognizable reasons, however, it is only possible with a certain approximation or in a certain range to allow the voltage to influence the magnetic field Z in the required manner, so that only within these limits or with a certain approximation the information on one of these

artigen Instrumentes unabhängig von der Spannung gemacht werden können. Tatsächlich geht die Änderung des Magnetfeldes entsprechend der in Fig. ι mit Z bezeichneten Kurve vor sich.like instrument can be made regardless of the voltage. In fact, the change in the magnetic field takes place in accordance with the curve denoted by Z in FIG.

Zur Erreichung des angestrebten Zieles kann man sich verschiedener Mittel bedienen. Man kann z. B. das Magnetfeld bei steigender Meßspannung dadurch schwächen, daß manVarious means can be used to achieve the desired goal. Man can e.g. B. weaken the magnetic field with increasing measuring voltage by the fact that one

ίο den magnetischen Widerstand in dem Kraftlinienkreise des Magneten vergrößert oder dadurch, daß man einen magnetischen Nebenschluß zu dem die Drehspule des Instrumentes durchsetzenden Felde des Meßsystems anordnet und den magnetischen Widerstand in diesem Nebenschluß verringert, etwa durch Bewegung von passend geformten Eisenstücken, wobei die jeweilige Stellung dieser Eisenstücke von der Meßspannung in irgendeiner Weise beeinflußt wird.ίο the magnetic resistance in the circles of force lines of the magnet or by adding a magnetic shunt to the moving coil of the instrument arranges penetrating fields of the measuring system and reduces the magnetic resistance in this shunt, for example by Movement of suitably shaped pieces of iron, with the respective position of these pieces of iron is influenced in any way by the measuring voltage.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise schematisch in Fig. 2 dargestellt, wobei angenommen ist, daß gleichzeitig der magnetische Widerstand in dem Felde der Drehspule d vergrößert und im Nebenschluß c verringert werden soll. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Steigt die Spannung β, so nimmt die Zugkraft des Elektromagneten a zu, und das Eisenstück b wird durch Magnetanker α¹ derart gegen den Zug einer Feder f verschoben, daß der Eisenquerschnitt für die Kraftlinien in dem Kreis des Meßsystems d verkleinert und in dem Nebenschluß c vergrößert wird.Such an arrangement is shown schematically, for example, in FIG. 2, it being assumed that at the same time the magnetic resistance in the field of the moving coil d is to be increased and in the bypass c to be decreased. The operation of the device is as follows: If the voltage β increases, the tensile force of the electromagnet a increases, and the iron piece b is displaced by magnet armature α ¹ against the tension of a spring f in such a way that the iron cross-section for the lines of force in the circle of the measuring system d is decreased and increased in the shunt c.

In einfacherer Weise, nämlich ohne Verwendung besonderer beweglicher Teile, läßt sich dieselbe Aufgabe dadurch lösen, daß das Feld des Meßsystems durch eine besondere Spannungswicklung direkt geschwächt wird oder aber dadurch, daß ein magnetischer Nebenschluß zum Meßsystem angeordnet ist, der eine derart geschaltete Spannungswicklung trägt, daß ebenfalls das Feld in dem Meßsystem geschwächt wird. Endlich kann die Anordnung so getroffen werden, daß beide Wicklungen gleichzeitig wirken, wie es in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel angedeutet ist. Bei der Einrichtung ist eine den Dauermagnetismus schwächende Wicklung W₁ in dem Kraftlinienweg des Meßsystems sowie eine ihn unterstützende Wicklung w₂ auf dem Nebenschluß angeordnet. ' Beide Wicklungen sind nebst einem Vorschaltwiderstand v₂ in Reihe an die die Meßspannung liefernde Stromquelle i angeschlossen. Diese Anordnung hat den Vorteil, der besonders bei Verwendung eines Dauermagneten zur Geltung kommt, daß der Magnetismus desselben durch die Wirkung der Spannungswicklungen nicht wesentlich in seiner Gesamtstärke verändert wird.In a simpler way, namely without the use of special moving parts, the same task can be achieved in that the field of the measuring system is weakened directly by a special voltage winding or by arranging a magnetic shunt to the measuring system that carries a voltage winding connected in this way, that the field is also weakened in the measuring system. Finally, the arrangement can be made so that both windings act simultaneously, as indicated in the embodiment shown in FIG. In the device, a permanent magnetism weakening winding W _{1 is arranged} in the path of the force lines of the measuring system and a winding w ₂ supporting it is arranged on the shunt. In addition to a series resistor v _2, both windings are connected in series to the current source i supplying the measuring voltage. This arrangement has the advantage, which is particularly effective when using a permanent magnet, that the magnetism of the same is not significantly changed in its overall strength by the action of the voltage windings.

Die Figur zeigt auch die Schaltung zur Messung eines Widerstandes x. An die Stromquelle i, z. B. einen Magnetinduktor mit der Spannung e zwischen den -|- und—Klemmen, ist parallel zu den Wicklungen W₁ und W₂ der zu messende Widerstand χ und die Drehspule d des Instrumentes mit einem Vorschaltwiderstand V₁ angeschlossen.The figure also shows the circuit for measuring a resistance x. To the power source i, z. B. a magnetic inductor with the voltage e between the - | - and - terminals, the resistance to be measured χ and the moving coil d of the instrument with a series resistor V _{1 is} connected in parallel to the windings W ₁ and W _2.

Durch die angegebenen Mittel gelingt es, eine praktisch große Unabhängigkeit der Angaben des - Widerstandsmessers von der Meßspannung zu erlangen. Versuche haben gezeigt, daß bei Spannungsänderungen, welche + 7,5 Prozent der normalen Spannung nicht überschreiten, die Abweichungen von den genauen Werten sehr gering sind und selbst bei Spannungsänderungen von + 15 Prozent die Fehler für technische Messungen meist noch als zulässig bezeichnet werden können.By the means indicated it is possible to achieve a practically great independence of the - Obtain information from the ohmmeter from the measuring voltage. Have attempts shown that with voltage changes, which + 7.5 percent of normal voltage fail exceed, the deviations from the exact values are very small and even at Voltage changes of + 15 percent die Errors for technical measurements can usually still be described as permissible.

Wenn man, wie beispielsweise für Kabelisolationsmessungen, die mit hoher Spannung erfolgen, einen Magnetinduktor gewöhnlicher Bauart als Stromquelle benutzt, so ist zu beachten, daß die Spannung e mit der Umdrehungszahl des Ankers zunimmt. Steigert man also durch allmählich schneller werdendes Drehen der Induktorkurbel die Spannung e, so nimmt bei unverändertem χ zunächst auch der Ausschlag des Instrumentes zu bis zu dem Punkte P der Kurven in Fig. 1, während bei weiter gesteigerter Umdrehungszahl bzw. Spannung über den entsprechenden Betrag e₀ hinaus der Ausschlag wieder abnimmt. Es ergibt sich diese Erscheinung daraus, daß die Änderung des Magnetfeldes Z in dem Meßsystem, wie bereits erwähnt, etwa nach der in Fig. 1 mit Z bezeichneten Kurve vor sich geht, wobei also bei zu geringer als auch bei zu hoher Spannung der Wert Z If, for example, for cable insulation measurements that are carried out with high voltage, a magnetic inductor of the usual type is used as the current source, it should be noted that the voltage e increases with the number of revolutions of the armature. If you increase the voltage e by turning the inductor crank gradually faster, the deflection of the instrument initially increases with unchanged χ up to point P of the curves in FIG e ₀ the deflection decreases again. The result is this phenomenon from the fact that the change of the magnetic field Z in the measurement system, as already mentioned, is about by the designated in Fig. 1 with Z curve in front of him, said so at too low even when the voltage is too high, the value Z

stets kleiner als -γ- und somit der Ausschlagalways smaller than -γ- and thus the deflection

α = C₁ « Z · — kleiner wird als ——-. Manα = C ₁ « Z · - becomes smaller than ——-. Man

wird dann zweckmäßig das Instrument für die Spannung e₀ eichen und hat damit den Vorteil, daß man die Einhaltung der richtigen Spannung leicht kontrollieren kann, indem man dieselbe durch allmählich schneller werdendes Drehen der Induktor kurbel stetig steigert und den Höchstwert des Ausschlages bzw. den Umkehrpunkt des Zeigers beobachtet bzw. abliest. Um die bei Isolationsmessungen vorgeschriebene Meßspannung möglichst genau zu erreichen, empfiehlt es sich für derartige Zwecke, das Instrument derart einzurichten, daß die Kurve Z eine geringere Übereinstimmung mit der Kurve — besitzt, so daß derthe instrument is then appropriately calibrated for the voltage e ₀ and thus has the advantage that you can easily check that the correct voltage is maintained by gradually increasing the same by turning the inductor crank gradually faster and the maximum value of the deflection or the reversal point of the pointer observed or read. In order to achieve the measurement voltage prescribed for insulation measurements as precisely as possible, it is advisable for such purposes to set up the instrument in such a way that the curve Z has less correspondence with the curve - so that the

Umkehrpunkt des Ausschlages schärfer gekennzeichnet ist.The reversal point of the deflection is marked more sharply.

Ein ähnliches Verfahren kann man natür-A similar procedure can of course be used

lieh auch bei Verwendung einer Batterie- oder Netzspannung anwenden, indem man durch irgendein passendes Mittel, beispielsweise durch Veränderung eines Vorschaltwiderstandes die dem Instrument zugeführte Spannung verändert und wieder den Höchstwert des Ausschlages abliest. Doch empfiehlt es sich, bei Messungen mit einigermaßen konstanter Spannung das Instrument möglichst unabhängigAlso borrowed when using a battery or mains voltage apply by going through any suitable means, for example by changing a ballast resistor The voltage applied to the instrument changes and again the maximum value of the deflection read. However, it is advisable to use a fairly constant voltage for measurements the instrument as independently as possible

ίο von der Spannungsänderung zu machen, so daß es bei den normal auftretenden Spannungsschwankungen mit genügender Genauigkeit anzeigt und man das für Messungen mit Induktorspannung zwar sehr einfache, bei Batteriebetrieb aber unbequeme Aufsuchen der richtigen Spannung gänzlich vermeiden kann.ίο from the voltage change to make so that with the normally occurring voltage fluctuations with sufficient accuracy and one that is very simple for measurements with inductor voltage at Battery operation can completely avoid the inconvenient search for the correct voltage.

Claims

Patent claims:

1. Resistance meter according to the Deprez system, characterized in that the magnetic field influencing the moving coil is made dependent on the measurement voltage in such a way that the field strength when exceeded the normal stress decreases, if it falls below it increases, for the purpose of making the information of the instrument as independent of fluctuations as possible to make the measuring voltage.

2. Resistance meter according to claim 1, characterized in that to which the Moving coil influencing line of force path provided a magnetic shunt is whose power flow is changed in the opposite but approximately the same ratio as that influencing the moving coil Flux of force, for the purpose of changing the total magnetism of the magnet in the

Avoid changing the effective field.

3. Resistance meter according to claim 1 and 2, characterized in that by an electromagnetic device, influenced by the measuring voltage, the magnetic one Resistance of the force line paths for the moving coil field and the shunt field, for example, by shifting one that is switched on in both force line paths Iron body, is changed.

4. Resistance meter according to claim 1 and 2, characterized in that the the moving coil penetrating power flow through a connected to the measuring voltage Coil is influenced, while a second coil acting in the opposite direction acts on the shunt.

5. Resistance meter according to claim 1, characterized in that the measuring device is calibrated for that measuring voltage at which a voltage change has the least influence, generally for the use of a battery or the like for supplying the measuring voltage The greatest possible independence from the latter is to be aimed for, while when using an inductive tors preferably the dependence on the measurement voltage is made somewhat larger, so that in the latter type of measurement an arbitrary change in voltage produces the greatest pointer deflection for the particular one Calibration voltage and thus an indication of the achievement of the correct measurement voltage.

1 sheet of drawings.