DE880354C

DE880354C - Thermischer Strommesser mit Kompensation der Raumtemperatur

Info

Publication number: DE880354C
Application number: DEL8590A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Hueter; Erich Dr-Ing Zimmermann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1951-03-21
Filing date: 1951-03-21
Publication date: 1953-06-22

Description

Thermischer Strommesser mit Kompensation der Raumtemperatur Es liegt nahe, zur thermischen Strommessung ein vom zu messenden Strom beheiztes Quecksilberthermometer zu verwenden, dessen Skala in Ampere geeicht ist. Derartige Strommesser besitzen infolge der Wärmekapazität der Heizspule eine in manchen Fällen erwünschte große Trägheit. Sie sind aber insofern nachteilig, als ihre Anzeige von der Raumtemperatur abhängig ist, und dieser Nachteil, der sich bisher nicht beheben ließ, stand ihrer Verwendbarkeit für genaue Messungen entgegen.
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß die in den letzten Jahren entwickelten Kunststoffe aus härtbarem Phenolharz auf Harnstoffbasis und andere hochpolymere Kunststoffe infolge ihrer Eigenschaft, einen größeren Ausdehnungskoeffizienten als Quecksilber zu besitzen, geeignet sind, als Material für ein Kompensationsgefäß zu dienen, mit dem sich eine Kompensation der Raumtemperatur erzielen läßt. Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß ein mit dem Anzeigemittel, z. B. Quecksilber, gefülltes, aus einem Material mit gegenüber dem Anzeigemittel kleinem Raumausdehnungskoeffizienten, z. B. Glas, bestehendes Gefäß, das von einer vom zu messenden Strom durchflossenen Heizwicklung umgeben ist, mit einem der Raumtemperatur ausgesetzten Kompensationsgefäß mit einem größeren Raumausdehnungskoeffizienten als dem des Anzeigemittels verbunden ist.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar in Fig. i als einfacher Strommesser, in Fig. 2 als Kontaktinstrument.
In Fig. i ist mit i ein aus Glas bestehendes Quecksilbergefäß bezeichnet, das von einer in einer Wärmeisolation q. eingebetteten Heizspule 3 umgeben ist, die von dem zu messenden Strom durchflossen wird. Die sich in das Quecksilbergefäß i nach oben anschließende Kapillares ist in Ampere geeicht. Mit dem Quecksilbergefäß i ist ferner durch ein Verbindungsstück 6 ein Kompensationsgefäß 2 verbunden, das aus einem Material besteht, dessen Raumausdehnungskoeffizient größer als der von Quecksilber ist. Hierzu eignen sich die in neuerer Zeit aufgekommenen Kunststoffe der angegebenen Art, wie Plexigum, Mipolan, Ultrapas usw. Die Verbindung 6 zwischen den beiden Quecksilbergefäßen ist als Kapillare ausgeführt, um eine Wärmeabfuhr durch diesen Teil möglichst zu unterbinden.
Bei geeigneter Dimensionierung der Volumen v, und v2 der Gefäße i bzw. 2 wird der Einfluß der Raumtemperatur beseitigt. Wenn mita i der Raumausdehnungskoeffizient von Quecksilber, mit a a der des Kunststoffes und mit a 3 der von Glas bezeichnet wird, .so ergibt sich eine Kompensation der Raumtemperatur t, wenn folgender Gleichung genügt wird: (vl+v2) ait=v. a2t+vla3t oder . Voraussetzung ist, wie gesagt, daß a 2 > a i. Bekanntlich ist der Raumausdehnungskoeffizient a dreimal so groß wie der lineare Ausdehnungskoeffizient @, also a = 3 @.
Beispielsweise ist für Ultrapas . . . . . . . . . ß 2 = 80 - 1o-' a 2 = 240 1o-6, Quecksilber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a i = 182 io-s, Jenaer Glas (156s 11l) P3=3@io-s a3= 9-10-6-Mit ausreichender Genauigkeit ergibt sich hierbei v2 -3 v1.
Die Korrektur des Raumtemperatureinflusses wird zweckmäßig auf eine mittlere Anzeige bezogen, so daß die restlichen Abweichungen bei den darunter- und darüberliegenden Werten nicht zu groß werden können.
Wenn die Wärmeträgheit durch Isoliermaterial zwischen der Heizwicklung 3 und dem Quecksilbergefäß i vergrößert wird, kann eine Mittelwertbildung des Stromes über eine bestimmte Zeit, z. B. 1/4 Stunde, erzielt werden.
Die obere Kapillare s kann nach Art der Maximumthermometer einen kleinen Schwimmer enthalten, der ganz oder teilweise aus Eisen besteht, so daß er mittels eines Magneten zurückgeführt werden kann.
Der Strommesser kann ferner gemäß Fig.2 als Kontaktinstrument ausgebildet sein, indem in an sich bekannter Weise in die am unteren Ende mit der einen Steuerstromzuführungselektrode 1q. versehene Kapillare s oben ein als Gegenkontakt dienender Draht 7 eintaucht, der mittels einer Spindel 8 und einer auf ihr längs verschiebbar aber unverdrehbar gelagerten Mutter g in seiner Höhenlage verstellbar ist. Die Mutter 9 ist über-eine flexible Leitung mit der zweiten Steuerstromelektrode 1s verbunden. Diese Teile sind von einer Glasröhre io umschlossen, die einen oberen Ansatz ii besitzt, in den ein auf der Spindel 8 befestigtes Magnetstück 12 hineinragt. Mittels eines über den Ansatz geschobenen Hufeisenmagneten kann das Magnetstück und damit die Spindel 8 gedreht werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Thermischer Strommesser mit Kompensation der Raumtemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Anzeigemittel, z. B. Quecksilber, gefülltes, aus einem Material mit gegenüber dem Anzeigemittel kleinem Raumausdehnungskoeffizienten, z. B. Glas, bestehendes Gefäß, das von einer vom zu messenden Strom durchflossenen Heizwicklung umgeben ist, mit einem der Raumtemperatur ausgesetzten Kompensationsgefäß mit einem größeren Raumausdehnungskoeffizienten als dem des Anzeigemittels verbunden ist.
2. Thermischer Strommesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsgefäß (2) aus Kunststoff, z. B. aus härtbarem Phenolharz auf Harnstoffbasis oder aus einem anderen hochpolymeren Kunststoff, besteht.
3. Thermischer Strommesser nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen (v2) des Kompensationsgefäßes der Gleichung entspricht, wobei v, das Volumen des Meßgefäßes, a i der Raumausdehnungskoeffizient von Quecksilber, a 2 der des Kunststoffes und (1 3 der von Glas ist. q..
Thermischer Strommesser nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur des Raumtemperatureinflusses auf einen mittleren Punkt der Anzeigeskala bezogen ist. s.
Thermischer Strommesser nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den beiden Quecksilbergefäßen als Kapillare (6) ausgebildet ist.
6. Thermischer Strommesser nach Anspruch 1 bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigekapillare (s) nach Art der Maximumthermometer einen kleinen ganz oder teilweise aus Eisen bestehenden Schwimmer enthält.
7. Thermischer Strommesser nach Anspruch i bis s, dadurch gekennzeichnet, daß er in an sich bekannter Weise als Kontaktinstrument ausgebildet ist. B. Thermischer Strommesser nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeträgheit durch Anbringen von Isoliermaterial zwischen der Heizwicklung und dem Quecksilbergefäß so weit vergrößert ist, daß eine Mittelwertbildung des Stromes über eine bestimmte Zeit, z. B. 1/4 Stunde, erzielt wird.