DE603794C

DE603794C - Electrical measuring device with filament and thermocouple

Info

Publication number: DE603794C
Application number: DE1930603794D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-12-19
Filing date: 1930-12-19
Publication date: 1934-10-08

Description

Elektrisches Meßgerät mit Heizfaden und Thermoelement Die auf der Wärmewirkung des elektrischen Stromes beruhende Messung der effektiven Stromstärke ist von Kurvenform und Frequenz unabhängig, ein Vorteil, der diese Meßmethode in der Hochfrequenztechnik eine steigende Bedeutung gewinnen läßt. Da es sich bei Hochfrequenz vielfach um die Messung verhältnismäßig geringer Stromstärken handelt, werden in der Praxis für diese Zwecke Drehspulmeßwerke mit Thermoelementen, welche von dem zu messenden Strom geheizt werden, mit Vorteil verwendet. Durch die geringen, vom Thermoelement erhaltbaren elektrischen Energiemengen werden die vorzüglichen Eigenschaften der Drehspulmeßwerke sehr in Frage gestellt.Electrical measuring device with filament and thermocouple Die on the Measurement of the effective amperage based on the thermal effect of the electric current is independent of the waveform and frequency, an advantage that this measurement method has in the high frequency technology can gain increasing importance. As it is at high frequency in many cases the measurement of relatively low currents are discussed in the practice for this purpose moving coil measuring units with thermocouples, which of the to be measured current are heated, used with advantage. Due to the small, dated Thermocouple obtainable amounts of electrical energy are the excellent properties the moving coil measuring mechanisms are very questionable.

Um einen möglichst günstigen thermischen Wirkungsgrad zu erzielen, muß daher der Durchbildung des Thermoelementes ein besonderes Augenmerk geschenkt werden. Oft nur unwesentlich erscheinende Änderungen im Aufbau desselben sind hier von großer Bedeutung.In order to achieve the best possible thermal efficiency, Therefore, special attention must be paid to the formation of the thermocouple will. Changes in its structure that appear to be insignificant are often here of great importance.

Man hat es vielfach versucht, dem Mangel des geringen Energieerhalts durch Brückenschaltungen abzuhelfen. Diese Maßnahme kompliziert und verteuert aber das Erzeugnis, so daß man sich immer mehr bemüht, mit dem einfachen Thermoelement auszukommen. Bei dem Thermokreuz ist, sobald die Lötstelle mit möglichst wenig Bindemittel sauber ausgeführt ist, die Umsetzung von Wärme in elektrische Energie verhältnismäßig günstig. Durch das Auftreten des Peltiereffekts stellen sich jedoch erhebliche nachteilige Folgen ein. So zeigt das bewegliche Organ des Drehspulmeßwerkes bei entsprechender Frequenz des zu messenden Stromes störende Schwingungen, außerdem sind die Angaben des Anzeigeinstruments bei der Messung von Gleichstrom je nach dem Anschluß der Polaritäten verschieden. Dies erschwert die ihrer Genauigkeit und Einfachheit wegen angestrebte Möglichkeit, die Anzeigeinstrumente mit Gleichstrom zu kontrollieren. Die von V o ,e g e angegebene punktförmige Verwendung von Heizfaden und Thermoelement (E. T. Z. igo6, S. q.67), die eine möglichst vollkommene Ausnützung der Wärme bezweckt, vermag den Peltiereffekt nicht vollkommen auszuschalten.It has been tried many times, the lack of low energy conservation remedy through bridge circuits. However, this measure is complicated and expensive the product, so that more and more efforts are made with the simple thermocouple get along. With the thermal cross, as soon as the soldering point is made with as little binder as possible is carried out cleanly, the conversion of heat into electrical energy is proportionate cheap. However, due to the occurrence of the Peltier effect, there are considerable disadvantages Follow a. So shows the moving part of the moving coil measuring mechanism with the appropriate Frequency of the current to be measured, disruptive vibrations, and the information of the indicating instrument when measuring direct current depending on the connection of the Polarities different. This complicates them because of their accuracy and simplicity Desired possibility of controlling the display instruments with direct current. The punctiform use of filament and thermocouple indicated by V o, e g e (E. T. Z. igo6, p. Q.67), which aims to utilize the heat as fully as possible, cannot completely switch off the Peltier effect.

Bei einer anderen denselben Zweck verfolgenden Bauart liegt das Thermoelement unter Verwendung eines Isolierstoffes (Glasperle) möglichst nahe an dem Heizdraht, ohne diesen jedoch metallisch zu berühren. Hierdurch wird zwar der Peltiereffekt vermieden, auf der anderen Seite tritt jedoch ein sehr erheblicher Fehler dadurch auf, daßi durch die Verwendung von Isoliermaterial, selbst bei einer ganz geringen Quantität, der thermische Wirkungsgrad gegenüber dein bei direkter metallischer Verbindung erzielbaren Wirkungsgrad geringer wird.Another type of construction that has the same purpose is the thermocouple using an insulating material (glass bead) as close as possible to the heating wire, but without touching it in a metallic way. This creates the Peltier effect avoided, but on the other hand a very significant error occurs as a result on thati through the use of insulating material, even with a very small one Quantity, the thermal efficiency versus your direct metallic Connection achievable efficiency is lower.

Auch bei der in Fig. i dargestellten, in der Praxis üblichen Art der Verbindung zwischen Heizdraht und Thermoelement wird der Peltiereffekt auf Kosten des thermischen Wirkungsgrades vermieden. In Fig. i ist a-b der von dem zu messenden Strom durchflossene Heizfaden. c und d sind die beiden aus verschiedenen Materialien bestehenden Drähte des Thermoelements. Der Draht c ist an der Stelle c mit dem Heizdraht a-b wärmeleitend, während er an der Stelle fauch mit dem zweiten Thermoelementdraht d elektrisch leitend verbunden ist. Die im Heizfaden a-b erzeugte Stromwärme gelangt über das kurze Stück Draht von Punkt e bis Punkt f zu dem im Punkt f liegenden Thermoelement. Bei dieser Ausführung des Thermoelements in Verbindung mit dem Heizfaden macht sich ein Peltiereffekt des zu messenden Sttames nicht bemerkbar. Dieser Vorteil wird aber, , da die Thermoelemente meist aus sehr schwachen Drähtchen gebildet sind, mit wesentlichen Wärmeverlusten auf dem Wege von Punkte nach dem Punkt f erkauft. Bei der geringen Energie, welche die Thermoelemente liefern, stellt dies aber wieder einen wesentlichen Nachteil für die Güte der Anzeige des Drehspulmeßwerks dar.Even with the type of connection between heating wire and thermocouple shown in FIG. 1, which is customary in practice, the Peltier effect is avoided at the expense of thermal efficiency. In Fig. I the filament through which the current to be measured flows is ab. c and d are the two wires of the thermocouple made of different materials. The wire c is thermally conductive at the point c with the heating wire, while it is electrically conductively connected to the second thermocouple wire d at the point fauch. The electrical heat generated in the filament from above reaches the thermocouple located at point f via the short piece of wire from point e to point f. With this version of the thermocouple in connection with the filament, a Peltier effect of the temperature to be measured is not noticeable. However, since the thermocouples are usually made of very weak wires, this advantage is bought with substantial heat losses on the way from point e to point f . Given the low energy that the thermocouples supply, this is again a major disadvantage for the quality of the display of the moving-coil measuring mechanism.

Durch die nachfolgend beschriebene Erfindung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die beiden Drähte des Thermoelements derart durch Schweißung auf dem Heizfaden übereinander befestigt sind, daß an der Verbindungsstelle nur der eine Draht auf dem Heizfaden liegt, wird der vorerwähnte Nachteil vermieden, ohne daß bei dieser neuartigen Befestigung der Thermodrähte der Peltiereffekt auftritt. Fig. 2 zeigt das Thermoelement in Draufsicht.By the invention described below, which is characterized is that the two wires of the thermocouple are so welded onto the filament are attached one above the other that at the junction only one wire on the filament, the aforementioned disadvantage is avoided without this novel fastening of the thermal wires the Peltier effect occurs. Fig. 2 shows the thermocouple in plan view.

Fig.3 zeigt es in Vorderansicht; g-h ist der Heizfaden., i und k die beiden Drähte des Thermoelements, L ist die Verbindungsstelle mit dem Heizfaden.3 shows it in front view; g-h is the filament., i and k die two wires of the thermocouple, L is the junction with the filament.

Die Verbindung der Thermoelementdrähte miteinander und dem Heizfaden erfolgt durch Schweißen. Neu ist die Art, wie die Drähte des Thermoelements und der Heizdraht zueinander angeordnet sind. Es geschieht dies so, daß praktisch genau über der Verbindungsstelle des Thermoelementdrahtes k mit dem Heizfaden g-h der Thermoelementdraht i mit ersterem verbunden ist; hierbei darf der Thermoelementdraht i den Heizfaden g-h selbst an keiner Stelle berühren. Bei dieser Ausführung ist der Weg der Wärmeleitung vom Heizfaden zum Thermoelem,ent nicht länger als der Durchmesser eines Thermoelementdrahtes, und demzufolge sind auch die Wärmeverluste durch ihn verschwindend klein. Diese Anordnung vermeidet den Peltierefekt und erreicht somit auch den erstrebten Vorteil, das Anzeigeinstrument mit Gleichstrom prüfen zu können.The connection between the thermocouple wires and the filament is done by welding. What is new is the way the wires of the thermocouple and the heating wire are arranged to one another. It does so in such a way that it is practically accurate over the junction of the thermocouple wire k with the filament g-h der Thermocouple wire i is connected to the former; here the thermocouple wire i never touch the filament g-h itself. In this version is the path of heat conduction from the filament to the thermocouple is no longer than the diameter a thermocouple wire, and consequently the heat losses through it vanishingly small. This arrangement avoids the Peltier effect and thus achieves also the desired advantage of being able to test the display instrument with direct current.

Claims

PATENT CLAIM: Electrical measuring device with heating faders. and thermocouple, characterized in that the two wires of the thermocouple are so welded are fastened on top of each other on the filament that at the junction only the one wire lies directly on the filament. .