DE514662C

DE514662C - Method for measuring the electrical resistance of any frequency-dependent substances

Info

Publication number: DE514662C
Application number: DES79239D
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Pauli
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1927-04-14
Filing date: 1927-04-14
Publication date: 1930-12-15

Description

Verfahren zur Messung des elektrischen Wirkwiderstands beliebiger frequenzabhängiger Stoffe Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Messung des elektrischen Wirkwiderstands beliebiger Gebilde aus beliebigen Stoffen, sofern sie von Wechselstrom durchflossen werden können.Method for measuring the electrical resistance of any Frequency-dependent substances The invention relates to a method and a device for measuring the electrical resistance of any structure made of any material, provided that alternating current can flow through them.

Es ist bekannt, für solche Zwecke ein Verfahren zu benutzen, bei dem durch Abgleichung eines Schwingungserzeugers passender Frequenz auf den Grenzzustand der Schwingungserzeugung der Wirkwiderstand gemessen wird. Die Feststellung der Größe des negativen Widerstands wird hierbei gleichstrommäßig durch die Neigung der Stromspannungskurve festgestellt. Dieses Feststellungsverfahren läßt nur die Anwendung eines Röhrengenerators in der bekannten Dynatronschaltung zu und kann bei anderen negativen Widerständen, z. B. bei normalen Rückkopplungsschaltungen, nicht ausgeführt werden.It is known to use a method for such purposes in which by adjusting a vibration generator with a suitable frequency to the limit state the vibration generation, the effective resistance is measured. Finding the The size of the negative resistance is determined by the inclination in terms of direct current the voltage curve determined. This determination procedure leaves only that Use of a tube generator in the well-known Dynatron circuit and can with other negative resistances, e.g. B. in normal feedback circuits, not run.

Die Erfindung erreicht nun, daß die Apparate zur Durchführung des Meßverfahrens unabhängig von der Dynatronschaltung werden und jede beliebige Schwingungserzeugerschaltung benutzen können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Messung des negativen Widerstands des Schwingungserzeugers bei einer anderen Frequenz seines frequenzunabhängigen Arbeitsbereiches durch Wechselstrommessung festgestellt wird. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß jede beliebige im Handel erhältliche Dreielektrode benutzt werden kann, wohingegen die Dynatronschaltung nur mit Röhren durchführbar ist, die besonders hergestellt worden sind. Ferner kann man für die Vergleichsmessung geeichte Normalwiderstände benutzen, die auf bestimmte Frequenzen geeicht sind.The invention now achieves that the apparatus for performing the Measurement method independent of the Dynatron circuit and any vibration generator circuit to be able to use. This is achieved according to the invention in that the measurement of the negative resistance of the vibrator at a different frequency of his frequency-independent working range is determined by AC current measurement. This has the advantage that any commercially available three-electrode can be used, whereas the Dynatron circuit can only be carried out with tubes that have been specially manufactured. You can also use for the comparison measurement Use calibrated standard resistors that are calibrated to specific frequencies.

Die Abb. i zeigt als Beispiel die Stromlaufzeichnung einer Anordnung zur Durchführung des neuen Verfahrens. Es bedeutet darin i eine Dreielektrodenröhre mit Gitter 2, Anode 3, Kathode q. und Sockel bzw. Fassung 5. Die Röhre ist in folgender Weise geschaltet: Der Anodenkreis enthält einen Unterbrecher 12, ein Milliamperemeter 8 und einen Teil des Spannungsteilers g. Parallel zu diesem Teil des Spannungsteilers liegt ein Voltmeter io. Der gesamte vorerwähnte Spannungsteiler liegt im Kreise des Gitters 2 und verbindet dieses mit der Kathode. Die Enden des Spannungsteilers liegen an der Hochspannungsbatterie io', und zwar derart, daß das Gitter eine höhere positive Spannung in bezug auf die Kathode erhält als die Anode. Den Heizstrom für die Kathode liefert eine Batterie ii, deren Strom durch zwei in Serie geschaltete Grob- und Feinwiderstände i2', i3 geregelt werden kann. Die beschriebene Anordnung wirkt an den Klemmen des Unterbrechers 1.2 bekanntlich als negativer Widerstand. Ein Blockkondensator 1q. sorgt dafür, daß der in dem negativen Widerstand additiv enthaltene positive Widerstand, der zwischen dem Unterbrecher und der Kathode liegt und der bei tiefen Frequenzen neben dem reinen negativen Widerstand zwischen Kathode q. und Anode 3 vernachlässigbar sein muß, auch bei hohen Frequenzen nicht etwa größer werden kann. An die Klemmen des Unterbrechers 12 wird die als Untersuchungsbeispiel gewählte Spule 6, zu der ein variabler Kondensator 7 parallel geschaltet ist, angeschlossen. Die Kombination der Spule mit der Kapazität C erfolgt erstens, um den bei der Meßfrequenz neben dem zu messenden Wirkwiderstand R vorhandenen Blindwiderstand f L aufzuheben, zweitens, um. die Meßfrequenz w einzustellen, und drittens, um den zu messenden Widerstand R an den meist viel größeren negativen Widerstand y leichter anzupassen; nämlich letzterem steht jetzt an den Klemmen =2 der Wirkwiderstand der Kombination gegenüber. Die Kapazität 7 und die zu untersuchende Spule 6 können durch den Kurzschließer 12 kurzgeschlossen werden.Fig. I shows an example of a circuit diagram of an arrangement for carrying out the new method. It means i a three-electrode tube with grid 2, anode 3, cathode q. and base or socket 5. The tube is connected as follows: The anode circuit contains a breaker 12, a milliammeter 8 and part of the voltage divider g. A voltmeter OK is located parallel to this part of the voltage divider. The entire voltage divider mentioned above lies in the circle of the grid 2 and connects it to the cathode. The ends of the voltage divider are connected to the high voltage battery io 'in such a way that the grid receives a higher positive voltage with respect to the cathode than the anode. The heating current for the cathode is supplied by a battery ii, the current of which can be regulated by two series-connected coarse and fine resistors i2 ', i3. As is known, the arrangement described acts as a negative resistance at the terminals of the interrupter 1.2. A block capacitor 1q. ensures that the positive resistance contained additively in the negative resistance, which lies between the interrupter and the cathode and which at low frequencies in addition to the pure negative resistance between cathode q. and anode 3 must be negligible, even at high frequencies it cannot become larger. The coil 6 selected as an examination example, to which a variable capacitor 7 is connected in parallel, is connected to the terminals of the interrupter 12. The combination of the coil with the capacitance C takes place firstly in order to cancel the reactance f L present at the measuring frequency in addition to the effective resistance R to be measured, secondly in order to. to set the measuring frequency w, and thirdly, in order to more easily adapt the resistance R to be measured to the usually much larger negative resistance y; namely the latter is now at the terminals = 2 the effective resistance compared to the combination. The capacitance 7 and the coil 6 to be examined can be short-circuited by the short-circuiter 12.

Das Verfahren zur Feststellung des Wirkwiderstandes der Spule 6 geht in folgender Weise vor sich: Es ist zunächst durch Einstellung der Widerstände 12' und 13 und des verstellbaren Abgriffes am Spannungsteiler g dafür zu sorgen, daß das Dynatron Schwingungen erzeugt. Besitzt die Spule genügende.und passende Eigenkapazität, so fällt der Kondensator fort, der dazu dient, die Anordnung in der gewünschten, meist von der Eigenschwingung der zu untersuchenden Spule abweichenden Frequenz schwingen zu lassen. Für die Messung ist aber nicht nur notwendig, daß die Grundschwingung die gewünschte Frequenz hat, sondern daß auch die Oberschwingungen zum Verschwinden gebracht werden.The method for determining the effective resistance of the coil 6 goes in the following way: It is first by adjusting the resistors 12 ' and 13 and the adjustable tap on the voltage divider g to ensure that the Dynatron generates vibrations. If the coil has sufficient and suitable self-capacitance, so the capacitor is omitted, which serves to change the arrangement in the desired, mostly deviating from the natural oscillation of the coil to be examined frequency to swing. For the measurement it is not only necessary that the fundamental oscillation has the desired frequency but that also the harmonics to disappear to be brought.

Da die Beobachtung des Auftretens bzw. Verschwindens der Oberschwingungen mittels Oszillographen sehr umständlich ist, wird der Nachweis vorzugsweise auf Giund einer anderen Erscheinung geführt. Man kann nach dem oben Gesagten auf das Verschwinden von Oberschwingungen schließen, wenn es gelingt, die selbsterregte Schwingung bis kurz vor das Abreißen zu bringen. Dies ließe sich mit einem Wellenmesser oder Hitzdrahtinstrument o. dgl. feststellen; jedoch ist zu bedenken, daß solche Instrumente stets einen Teil der Schwingungsenergie verbrauchen und dadurch die Energiebilanz stören, worin y der negative Widerstand der benutzten Röhre ist. Ob eine Schwingung vorhanden ist oder nicht, wird daher besser am Anodengleichstrom beobachtet, der sich beim Ein- und Aussetzen der Schwingungen in der Regel ändert. Das Ein-und Aussetzen läßt sich beim Bedienen des Kurzschließers 12 durch Beobachtung des Miniamperemeters erkennen, solange man auf einem gekrümmten Stück der Kennlinie arbeitet. Dann tritt nämlich eine der Gleichrichterwirkung ähnliche Erscheinung auf, wie in Abb. 2 übertrieben dargestellt ist, worin loi den Anodengleichstrom ohne und Ja, mit Schwingungen zeigt. Die Erscheinung verschwindet, wie man leicht sieht, an Wendepunkten und auf geradlinigen Stücken der Kennlinie; solche sind daher bei diesem Verfahren zu vermeiden, indem die Anodenvorspannung am Spannungsteiler g anders gewählt wird.Since the observation of the occurrence or disappearance of the harmonics by means of an oscilloscope is very laborious, the proof is preferably based on a different phenomenon. According to what has been said above, one can conclude that harmonics have disappeared if it is possible to bring the self-excited vibration to just before it breaks off. This could be determined with a wave knife or hot wire instrument or the like; However, it must be remembered that such instruments always consume part of the vibration energy and thereby the energy balance disturb, where y is the negative resistance of the tube used. Whether or not an oscillation is present is therefore better observed on the anode direct current, which as a rule changes when the oscillations start and stop. The engagement and disengagement can be recognized when operating the short circuiter 12 by observing the mini-ammeter, as long as one is working on a curved section of the characteristic curve. Then a phenomenon similar to the rectifier effect occurs, as is shown exaggerated in Fig. 2, in which loi shows the anode direct current without and yes, with oscillations. The phenomenon disappears, as one can easily see, at turning points and on straight sections of the characteristic curve; such are therefore to be avoided in this method by choosing a different anode bias on the voltage divider g.

Um den Zustand des Abreißens der Schwingungen ohne Veränderung der Frequenz herbeizuführen, ist es nötig, den negativen Widerstand zu ändern. Dies geschieht im Ausführungsbeispiel durch Regelung des Heizstromes der Röhre mittels der Widerstände z2', z3.To the state of the breakdown of the vibrations without changing the To bring about frequency, it is necessary to change the negative resistance. this happens in the embodiment by means of regulating the heating current of the tube of the resistances z2 ', z3.

Nachdem nunmehr der negative Widerstand auf die gleiche Größe des zu messenden Wirkwiderstands der Kombination gebracht worden ist, ist die Größe des negativen Widerstands zu messen. Da der vorliegende negative Widerstand über einen großen Frequenzbereich konstant ist, kann die Messung des negativen Widerstands bei einer beliebigen anderen Frequenz dieses Bereiches in bekannter Weise wechselstrommäßig festgestellt werden. Dies geschieht in sehr einfacher Weise z. B. dadurch, daß mittels des Spannungsmessers zo und Strommessers 8 die zu einer Spannungsänderung de gehörende Stromänderung di im Anodenkreis bei kurzgeschlossenem Schalter 12 gemessen und aus der Beziehung die Größer des Widerstands berechnet wird. Nunmehr wird der gesuchte Wirkwiderstand der Spule zu gefunden, wobei die Werte L und C nach bekanntem Verfahren ermittelt sind.Now that the negative resistance has been brought to the same size as the effective resistance of the combination to be measured, the size of the negative resistance must be measured. Since the present negative resistance is constant over a large frequency range, the measurement of the negative resistance at any other frequency in this range can be determined in a known manner in terms of alternating current. This is done in a very simple way, for. B. in that by means of the voltmeter zo and ammeter 8, the current change di belonging to a voltage change de measured in the anode circuit with a short-circuited switch 12 and from the relationship the magnitude of the resistance is calculated. The effective resistance of the coil that is being sought is now increased found, the values L and C being determined by a known method.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Method for measuring the electrical resistance any frequency-dependent substances or structures in connection with known alternating current resistances by adjusting a vibration generator with a suitable frequency to the limit state the vibration generation, characterized in that the size of the negative resistance of the vibration generator at a different frequency of its frequency-independent Working area is determined by AC current measurement.

2. Device for carrying out the method according to claim z, characterized in that that in one of the circles of the discharge vessel with the necessary regulating devices for the heating, anode and grid voltage, a device for determining the vibration state of the discharge vessel in the form of a short-circuiting the external anode circuit resistance Button is provided.