DE512813C - Verfahren zum AEndern des Messbereichs von Roehrenvoltmetern - Google Patents

Description

• Verfahren zum Ändern des Meßbereichs von Röhrenvoltmetern Bisher wurden für kontinuierliche genaue Messungen von elektromotorischen Kräften ausschließlich Apparate benutzt, die nach dem bekannten Prinzip der Kompensationsmefhode konstruiert waren.. Der zu messenden EMK wird eine bekannte Spannung gleicher Größe entgegengeschaltet. Die Spannungsgleichheit ist dann erreicht, wenn ein in den Stromkreis eingeschaltetes Galvanometer keinen Ausschlag mehr zeigt.
• Es sind zwei Mängel, die dieser bisher allgemein angewandten Nullmethode anhaften: i. Die Unmöglichkeit, bei der Einstellung der Gegenspannung einen durch die zu messende EMK verursachten Stromfluß zu vermeiden. Da durch diese Stromentnahme unter Umständen, z. B. bei elektrochemischen Messungen, die zu messende EMK ihren Wert ändert, ist zur Erzielung zuverlässiger Werte ein mit Zeitverlust verbundenes, sehr sorgfältiges Arbeiten erforderlich. Besonders ist der Gebrauch der für pH-Meßzwecke neuerdings in der Tecknik verwandten Oxydelektroden bei der Messung nach der Kompensationsmethode in Frage gestellt, da diese Elektroden gegen Stromentnahme ganz besonders empfindlich sind, was die Meßgenauigkeit bei ihrer Verwendung wesentlich herabsetzt.
• a. Bei der Kompensationsmethode ist naturgemäß eine kontinuierliche Ablesung ausgeschlossen, die gerade für technische Zwecke erwünscht wäre. Diese beiden Übelstände werden durch sinngemäße Anwendung einer Glühkathodenröhre vermieden, und es wird zugleich eine Anordnung getroffen, die erlaubt, in wenigen Sekunden die Eichung des Instruments bzw. eine Kontrolle derselben zu bewerkstelligen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Änderung des Meßbereichs von Röhrenvoltmetern, bei denen die zu messende Spannung durch Entgegenschalten von Hilfsspannungen, z. B. von Normalelementen, derart verkleinert wird, daß der verbleibende, dem Gitter der Röhre zugeführte Teilbetrag der zu messenden Spannung im Anodenkreis der Röhre einen innerhalb des Meßbereichs des dort eingeschalteten Instruments liegenden Strom ergibt.
• An Hand des Schaltbildes (Abb. i) ist die Anordnung im folgenden beschrieben: Der durch die Glüh kathodenröhre in A'bhängi'gkeit von der durch den Spannungsabfall im Heizwiderstand W bedingten negativen Gitterspannung (Verbindung a-i) fließende Anodenstrom wird durch einen .in entgegengesetzter Richtung fließenden, der Heizbatterie entnommenen Strom kompensiert, so daß ein im Anodenkreis liegendes Galvanometer keinen Ausschlag zeigt. Die Regulierung des Kompensationsstromes .geschieht durch den Widerstand R. Zur Eichung oder Apparatur dient das Normalelement N, z. B. ein Cadiniumelement, von 1,0183 Volt Spannung. Diese Spannung ist durch fünfgleiche hohe Widerstände von je etwa 50 000 Ohm unterteilt, Zur Eichung des Instruments wird nach erfolgter Kompensation des Anodenstromes die Verbindung a-2 und b-4 hergestellt. Hierdurch erhält ,das Gitter eine um Spannung, -was ein Sinken des Anodenstromes oder rund Zoo Midlivolt negativere uni einen durch den unverändert gebliebenen Kompensationsstrom hervorgerufenen Ausschlag des Galvanometers zur Folge hat. Es wenden Röhren von solcher Steilheit bzw. ein Galvanometer von solcher Empfindlichkeit gewählt, daß der Ausschlag sich fiter den Meßbereich hinaus erstreckt. Mit Hilfe des ;Nebenschlußwiderstandes S wird nunmehr die Empfindlichkeit des Galvanometers so weit- herabgesetzt, daß der durch- idie Gitterspannungsänderung von Zoo Minivolt verursachte Ausschlag dem Meß'bereich des Instruments, z. B. 200 Skalenteilen, entspricht. Wie genaue Messungen ergaben, verläuft der gerade Teil der Anodenstrom - Gitterspannüngskennlinie innerhalb dieses Bereiches praktisch linear, so daß jetzt ohne weiteres i Teilstrich - i Millivolt zu setzen ist. Damit ist die Eichung beendet, und nach Herstellung der Verbindungen a-3 und b-5 zeigt das Meßinstrument ,die zwischen x angelegte zu messende EMK an.
• Ist die zu messende EMK höher als 200 Minivolt.- so wird sie durch Entgegenschalten bekannter Teilbeträge :der Spannung des Normalelements wieder in den Meßbereich des Galvanometers gerückt. Müßte hierzu z. B. die Verbindung c-III hergestellt werden, so ist die zu messende EMK=3 ° Zoo ylillivolt -{- Teilstric'hanzeige des Meßinstruments. Es können so unter den angenommenen Bedingungen :elektromotorische Kräfte bis zu i,2 Volt gemessen werden. Da bekanntermaßen bei negativer Gitterspannung das Fließen eines Gitterstromes ausgeschlossenist, geht die Messung vollkommen ohne Stromverbrauch vor sich.
• Handelt es sich um die Messung eines Stromes, so ist,der durch diesen Strom gemäß dem Ohmschen Gesetz in einem bekannten Widerstande erzeugte Spannungsabfall E - I # W bei x anzuschließen. Durch die vom Galvanometer angezeigte Spannung ist dann die zu messende Stromstärke gegeben: Abh. 2 stellt eine Anordnung dar, bei der zwecks Vermeidung der durch Schwankungen der Anoden- bzw. Heizspannung hervorgerufenen Störung der Kompensation der Anodenstrom einer zweiten Glühkathodenröhre in Wheatstonescher Brückenschaltung als Kompensationsstrom dient.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zum Ändern des Meßbereichs von Röhrenvoltmetern, dadurch gekennzeichnet, daß die zu messende Spannung durch Entgegenschalten von bekannten Hilfsspannungen, z. B. von Normaleletnenten, derart verkleinert wird, daß der verbleibende, dein Gitter der Röhre zugeführte Teilbetrag der zu messenden Spannung im Anodenkreis der Röhre einen innerhalb des Meßbereichs des dort eingeschalteten Instruments liegenden Ström ergibt. s. Verfahren zum Eichen des Röhrenvoltmeters nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ändern des Meßbereichs dienende bekannte Hilfsspannung zum Eichen des Instruments im Anodenkreise dient.