DE744290C

DE744290C - Brueckenschaltung mit zweispuligem Kreuzspulgeraet

Info

Publication number: DE744290C
Application number: DEH164054D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Edmund Zimmer
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1940-12-14
Filing date: 1940-12-14
Publication date: 1944-01-25

Description

Brückenschaltung mit zweispuligem Kreuzspulgerät Die Erfindung betrifft eine Maßnahme, um bei Anwendung von Kreuzspulgeräten in der an sich bekannten Schaltung nach Abb. 1 auch sehr kleine Quotientenänderungen, die sich mit den gewöhnlichen Maßnahmen nicht oder nur'sehr schwer messen lassen, erfassen zu können und damit die Empfindlichkeit der Brückenschaltung zu erhöhen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß den offenen Wicklungsenden des Kreuzspulgerätes ein Widerstand oder mehrere parallel geschaltet werden.
Das Parallelschalten eines Widerstandes an die offenen Wicklungsenden bzw. den beiden Meßwerkspulen mit ihren Vor-viderständen von Kreuzspulgeräten ist an sich bei der sogenannten Bruger-Schaltung (s. z. B.
ATM J 726-2, August ru32, Abb. 9) bekanntgeworden; aber während der parallel geschaltete Widerstand dort die Empfindlichkeit des Gerätes herabsetzt bzw. zur Herstellung von Meßbereichen für größere Quotientenänderungen dient, wird bei der Brückenschaltung gemäß der Erfindung durch den den zwei Kreuzspulen parallel geschalteten Widerstand auch die Messung sehr kleiner Quatientenänderungen ermöglicht.
Bei den Kreuzspulgeräten war bisher die kleinste meßbare Ouotientenänderung durch die Inhomogenität des Magnetfeldes bestimmt. Wenn man also kleine Quotientenänderungen meßbar machen wollte, mußte die Inhomogenität entsprechend klein gemacht werden. Die für sehr empfindliche Geräte erforderliche Inhomogenität konnte aber nicht mehr hergestellt werden. Außerdem machen sich dann die unvermeidlichen Schwankungen der Magneteigenschaften immer mehr geltend, so daß der Ausschuß bei der Herstellung sehr beträchtlich wird. Nun wird im allgemeinen ein solches Meßgerät nicht nur für einen einzigen Meßbereich hergestellt. Durch Einschalten von Widerständen in den Diagonalzweig einer Brücke mit einem Kreuzspulgerät kann man die Empfindlichkeit der Meßanordnung herabsetzen und diese dadurch auch für größere Quotientenänderungen brauchbar machen. Bei den bisherigen Meßgeräten der Schaltanordnung nach AN>. 1 mußte die magnetische Inhomogenität nach den kleinsten elektrischen Quotientenänderungen bemessen werden. Durch die Vorschaltwiderstände im Diagonalzweig wird aber das Drehmoment erheblich verschlechtert.
Durch die Erfindung ist es nun möglich geworden, die Brückenschaltung zwar einerseits für große quotientenänderungen zu bemessen, sie aber gleichzeitig für kleinere Quotientenänderungen durch entsprechende Widerstände, die den offenen Wicklungsenden der Meßwerkspulen parallel geschaltet werden, abstimmbar zu gestalten. Dadurch werden alle vorher genannten Nachteile beseitigt.
Die Schwankungen in der Herstellung der Magnete machen sich bei der dann zulässigen größeren Inhomogenität des Feldes praktisch nicht mehr geltend, so daß sich jetzt auch bei der Herstellung von Geräten für kleine Meßbereiche ein ganz kleiner Ausschuß an Magneten ergibt. Man kann natürlich auch die Einstellung der Meßbereiche am gleichen Gerät gleichzeitig durch Vorschaltwiderstände im Diagonalzweig und durch Parallelwiderstände zum Meßwerk vornehmen und hat dadurch die Möglichkeit, mit einem einzigen günstig bemessenen Meßwerk mit Hilfe der Vorschaltwiderstände die hohen Quotientenänderungen und mit Hilfe der Parallelwiderstände die kleinen !uotientenänderungen messen zu können. Weiter ist bekannt, daß man bei Kreuzspulgeräten durch temperaturabhängige Widerstände, die man den Meßwerkspulen vor- oder parallel schaltet, den Temperaturfehler beseitigen kann. Nichts hindert, die neue Erkenntnis mit der bekannten Temperaturfehlerkompensation zu kombiniere. Es genügt, die Parallelwiderstände oder gegebenenfalls auch die Vorschaltwiderstände mit dem nötigen Temperaturkoeffizienten zu versehen, was man durch geschickte Auswahl und Zusammcnstellung von temperaturabhängigen und temperaturunabhängigen Widerständen leicht erzielen kann.
In den Abbildungen bedeuten R1, R2, R3, R4 Widerstände, RS1 und RS2 die Systemwiderstände, R5 und R6 Widerstände, die dem System gegebenenfalls zur Abstimmung des Temperaturkoeffizienten vorgeschaltet werden können, in den meisten Fällen aber fortgelassen werden. R7 ist der Widerstand, der erfindungsgemäß zur Äfessung der kleinen Quotientenänderungen den offenen Wicklungsenden der Meßwerkspulen parallel geschaltet wird und der bei gleichzeitiger Verwendung zur Tempeaturfehlerkompensation aus einem temperaturabhängigen Teil RVI und einem temperaturunabhängigen Teil R711 bestehen kann. Rs ist der sogenannte Abgleichwiderstand, der in erster Linie dazu dient, um die Schwankungen der Niagneteigenschaften bei der Serienherstellung auszugleichen und der gleichzeitig als Vorwiderstand zur Einstellung der Meßbereiche für große elektrische Quotientenänderungen dienen kann. Der Widerstand Rs kann überdies ebenfalls aus einem temperaturabbängigen Teil R81 und einem tenperaturunabhängigen Teil RSII bestehen.
In der Abb. 1 ist das Schema der bekannten Schaltung gezeigt, von der ausgegangen wird. Abb. i zeigt die neue Schaltung mit dem Parallelwiderstand, durch welchen der Strom i, der die Meßwerkspulen durchfließt, durch Ableitungen verkleinert wird. Denn wenn angenomment wird, daß die Widerstände der Schaltung so bemessen sind, daß die Widerstandsbrüche abgeglichen ist, so fließt durch die Brücliendiagonale RS kein Strom; bei einer kleinen Verstimmung des Brückengleichgewichtes wird die Brückendiagonale von einem Ausgleichstrom ili i durchflossen, der durch das Meßgerät gemessen werden soll.
Die Größe des Widerstandes RS im Diagonalzweig spielt keine Rolle, denn er beeinflußt nur die absolute Größe von #i und nicht die Funktion der Schaltung. Der Brückenzweig R4 R52 wird dabei vom Strom i und der ~Brückenzweig RSX + RS vom Strom i + #i durchflossen. Das Quotientenmeßgerät-RS1, Rs2 zeigt also den Quotienten i + #i = 1 4- # 2 -all. Wird den beiden nicht direkt miteinander verbundenen Wicklungsenden der Meßwerkspulen des Quotientenmessers ein Widerstand R7 parallel geschaltet, so verzweigt sich der Strom i in einen Strom i', der die beiden Meßwerkspulen durchfließt, und in einen Strom i", der den Parallelwiderstand R, durchfließt. Der Ausgleichstrom #i, der die Widerstände R1, R8, RS1, R5 und R3 durchfließt, wird von der Anwesenheit des Parallelwiderstandes praktisch nicht beeinflußt. Das vom Quotientenmesser angezeigte Quotientenverhältnis ist jetzt di Da aber i' = i - i" ist, also i' < i ist, so muß durch den Parallelwiderstand die Quotientenempfindlichkeit Q'> Q werden.
In der Abb. 3 wird gezeigt, wie der Parallelwiderstand gleichzeitig auch zur Temperaturfehlerkompensation herangezogen werden kann. Zum Abgleichen des Temperaturkoeffizienten der Systemwiderstände sind die beiden Widerstände Rõ und R6, die in Reihe mit den Systemwiderständen liegen, vorgesehen. In der Abb. 4 wird hingegen der Vorschaltwiderstand im Diagonalzweig der Brücke zur Temperaturkompensation benutzt.
Die Abb. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer Schleifbrückenschaltung, in der die Brückenwiderstände R1 und R2 als Spannungsteiler ausgebildet sind. Der Abgriff der Schleifbrücke liegt dabei im Diagonalzweig. Die Abb. 6 zeigt schließlich noch als Anwendungsbeispiel eine andere Schleifbrückenanordnung, bei der die Widerstände R1 und Ra teilweise oder ganz als Stromteiler ausgebildet sind und wobei die Schleifbürste die Spannungszuführung der Brücke bildet.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sieh natürlich nicht nur auf die in den Abbildungen gezeigte4n Beispiele.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Brückenschaltung mit zweispuligem Kreuzspulgerät, bei der die zwei Meßwerkspulen zusammen mit gegebenenfalls vorhandenen Vorwiderständen- und den entsprechenden zwei Zweigwiderständen zwei aneinanderstoßende Brückenzeige bilden, dadurch gekenzeichnet, daß den nicht direkt miteinander verbundenen Wicklungsenden der zwei Meßwerkspulen bzw. den beiden Meßwerkspulen mit ihren Vorwiderständen Widerstände parallel geschaltet werden.
2. Brückenschaltung mit zweispuligem Kreuzspulgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelwiderstände (R7) aus temperaturunabhängigen und temperaturabhängigen Teilen (R und R711) nach an sich bekannten Bemessungsregeln so zusammengesetzt sind, daß der Temperaturfehler des Gerätes beseitigt wird.
3. Brückenschaltung mit zweispuligem Kreuzspulgerät nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vorschaltwiderstände (R8) im Diagonalzweig in an sich bekannter Weise zusätzlich noch Meßbereiche für große elektrische Quotientenänderungen eingestellt werden können.
4. Brückenschaltung mit zweispuligem Kreuzspulgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschaltwiderstand (R8) im Diagonalzweig aus temperaturabhängigen und temperaturunabhängigen Widerständen (Rsl und R8II) zusammengesetzt ist und ebenfalls zur Temperaturfehlerbeseitigung beiträgt.
5. Brückenschaltung mit zweispuligem Kreuzspulgerät nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R1 und R2) einen Spannungsteiler bilden, dessen Schleifkontakt im Diagonalzweig der Brücke liegt.
6. Brückenschaltung mit zweispuligem Kreuzspulgerät nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Widerstände (R1 und R) einen Stromteiler bildet, dessen Schleifkontakt die Stromzuführung der Brücke ist.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand Ider Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 344 154, 690694; Archiv für Technisches Messen, J 726-2, August 1932.