llöhrenvoltmeter.
Zur Messung von Wechselspannungen, bei der der Stromquelle nur eine geringe Energiemenge entnommen werden darf, wird häufig ein Röhrenvoltmeter, und zwar vorzugsweise ein Röhrenvoltmeter in Brückenschaltung, angewendet, bei dem die zu messende Wech seispannung dem Steuergitter einer als Anodendetektor geschalteten Verstärkerröhre zugeführt wird.
Der dabei z. B. in der Messdiagonale der Brückenschaltung auftretende Gleichstrom, der ein Mass für die Grösse der zu messenden Wechseispaunung ist, wird vorzugsweise mit Hilfe eines in der Messdiagonale liegenden Messinstrumentes, z. B. eines Mikroampere- meters, gemessen. Dieses Messinstrument kann in Volts Wechselspannung geeicht sein.
Bei den bekannten Röhrenvoltmetern der oben erwähnten Art ist es, wie Anmelderin feststellte, zur Erhaltung einer genauen Anzeige betreffs der Grösse der zu messenden Wechselspannung erforderlich, die Skala jedes einzelnen Röhrenvoltmeters experimentell zu eichen. Zwar ist es, wie an sich be kannt ist, dadurch, dass Mittel zur Null punktskorrektion angewendet werden und dass, vorzugsweise unabhängig davon, der Endausschlag korrigiert wird, z.
B. durch Regelung der Empfindlichkeit des Messinstru- mentes, möglich, dafür Sorge zu tragen, dass bei Anwendung von verschiedenen Röhren des Typs, für den die Skala gezeichnet ist, der Anfangs-und Endausschlag des Mess instrumentes s den genauen Wert der zu messenden Wechselspannung angeben. Dies ist jedoch z. B. infolge von Ungenauigkeiten bei der Herstellung des angewendeten Verstärkerröhrentyps keine Gewähr,. dass auch bei andern Aussehlägen der abgelesene Wert genau der richtige ist, da zwischen der zu messenden Wechselspannung und dem gemessenen Gleichstrom kein linearer Zusammenhang besteht.
Die Erfindung bezweckt, die Anwendung einer im voraus hergestellten Skala bei Röh renvoltinetern der beschriebenen Art, an die hohe Genauigkeitsansprüche gestellt werden, zu ermöglichen.
Dies ist beim erfindungsgemässen Röhrenvoltmeter dadurch erreicht, dass nicht nur Mittel zur Nullpunktskorrekfion und zum Regeln des Endausschlages des blessinstru- mentes, sondern ausserdem Mittel zur Änderung der Krümmung der Gitterspannung Anodenstromcharakteristik der Röhre im Arbeitspunkt vorgesehen sind.
Da diese drei Massnahmen in ihrer Wirkung alle voneinander abweichen, lässt sich durch Anwendung dieser Massnahmen in Vereinigung eine sogenannte Dreipunktseiehurlg auf einer zuvor gedruckten Skala erzielen, wodurch über den ganzen Skalenbereich eine grosse Genauigkeit gewährleistet wird.
Die Erfindung wird an Hand der heiliegenden Zeichnung näher erläutert, in der eine besonders einfache und zweckdienliche Aus- ffthrungsform eines Röhrenvoltmeters gemäss der Erfindung dargestellt ist.
Bei dem dargestellten Röhrenvoltmeter in Brückenschaltung wird der eine Brückenzweig durch vier Widerstände 4, 5, 6, 3 und der andere Brückenzweig durch eine Dreipolröhre 7 und einen von einem Kondensator 17 überbrückten Widerstand 8 gebildet. Der eine Verbindungspunkt dieser beiden Brückenzweige ist unmittelbar mit der positiven Anschlussklemme 9 für die Speisespannung verbunden, während der andere Verbindungspunkt der beiden Zweige mit einer negativen Anschlussklemme 10 für die Speisespanming verbunden ist. Zwischen die Anschlussklemmen 9, 10 ist ein ttberbrückungskondensator 18 geschaltet.
Die zu messende Wechselspannung wird den Eingangsklemmen 11 zugeführt, die mit dem Steuergitter der Dreipolröhre 7 bezw. mit dem für Wechselstrom von einem Kondensator 19 entkoppelten Bn- zapfpunkt des Widerstandes 3 verbunden sind. Der Spannungsabfall am Widerstand 8 und der an dem im Steuergitterkreis liegen- den Teil des Widerstandes 3 bilden zusammen die Steuergittervorspannung für die Dreipolröhre. Die Spannungen an den Widerständen 8 und 3 sind entgegengesetzt gerichtet und derart gewählt, dass die Dreipolröhre als Anodendetektor wirksam ist. Die Steuergittervorspannung kann jedoch auch nur teilweise einem in einem Widerstandszweig der Brücke liegenden einstellbaren Widerstand entnommen sein.
Die Messdiagonale der Brückenschaltung enthält die Reihenschaltung eines Widerstandes 2 und eines Mikroamperemeters 12, das eine schematisch dargestellte Skala 13 aufweist. Zur Änderung des Messbereiches kann das Messinstrument mit Hilfe eines Schalters 14 von einem Nebenschlusswiderstand 15 überbrückt werden.
T-m bei Anwendung einer vorgedruckten Skala des Messinstrumentes über den ganzen Skalenbereich genaue Übereinstimmung zwischen der Grösse der zu messenden Wechselspannung und dem auf dem Messinstrument abgelesenen Wert zu erzielen, sind drei verschiedene Irorrektionsmöglichkeiten vorgesehen und wird wie folgt verfahren:
Erstens werden die Eingangsklemmen 11 unmittelbar miteinander verbunden; in diesem Falle muss der Zeiger des Messinstrnmen- tes auf dem Nullpunkt I der Skala stehen.
Eine Abweichung kann dabei durch Einstellung des Anzapfpunktes 1 des Widerstandes 5 korrigiert werden; dieser einstellbare Anzapfpunkt 1 bildet das eine Ende der Messdiagonalc.
Zweitens wird den Eingangsklemmen 11 eine dem Endwert II der Skala des Messinstrumentes entsprechende sinusförmige Wecllselspannung zugeführt. Eine Sorrek- tion der erhaltenen Anzeige wird nun durch Änderung des Reihenwiderstandes 2 bewerkstelligt. Durch letztere Korrektion, welche die gleiche Wirkung hat wie eine Regelung der Empfindlichkeit des Instrumentes 12 selbst, wird die im vorstehenden angeführte Einstellung des Nullpunktes nicht beeinflusst.
Drittens wird den Eingangsklemmen 11 eine einem geeignet gewählten, zwischen An fangs- und Endwert der Skala liegenden Punkt (III) der Skala entsprechende Wechselspannung zugeführt, z. B. eine Wechsel spannung, die die Hälfte der zur Erhaltung des grössten Meterausschlages erforderlichen Wechselspannung beträgt. Zur Korrektion der erhaltenen Anzeige wird nun der einstellbare Anzapfpunkt des Widerstandes 3 verschoben, was eine Verschiebung der Gittervorspannung der Röhre 7 und daher des Arbeitspunktes auf der Gitterspannung Anodenstromcharakterisfik der Röhre zur Folge hat.
Die Verschiebung des Arbeitspunktes auf der Charakteristik hat ausserdem eine Änderung des nichtlinearen Zusammenhanges zwischen der zu messenden Wechselspannung und dem Anodenstrom der Röhre bezw. dem in der Messdiagonale der Brückenschaltung auftretenden Strom zur Folge, da die Krümmung der Röhrencharakteristik im Arbeitspunkt stets einigermassen abhängig ist von der Lage des Arbeitspunktes auf der Charakteristik. Es kann somit der in Hinblick auf die vorgedruckte Skala des Messinstrumentes erforderliche nichtlineare Zusammenhang zwischen der zu messenden DWechselspannung und dem Messdiagonalenstrom eingestellt werden.
Die letztgenannte Korrektion beeinflusst die bereits vorgenommene Nullpunkts- und Endwertkorrektion meist derart, dass sie erneut vorzunehmen sind, worauf gegebenenfalls eine erneute Korrektion für den Punkt III der Skala nötig ist. Durch Wiederholung der verschiedenen Korrektionen lässt sich jedoch stets, wie Anmelderin gefunden hat, in sehr kurzer Zeit bei Reihenherstellung eine sehr genaue Ubereinstimmung zwischen der zu messenden Wechselspannung und den auf dem Messinstrument abgelesenen Werten erzielen.
Es sei bemerkt, dass die im vorstehenden erwähnte Nullpunkts- und Endwertkorrektion auch auf andere als die beschriebene Weise bewerkstelligt werden können; die Nullpunktskorrektion kann z. B. auf bekannte mechanische Weise mit Hilfe einer im Messinstrument zu diesem Zweck vorgesehenen Stellschraube und die Endwertoder die Empfindlichkeitskorrektion z. B. bei Drehspulinstrumenten durch Änderung der Stärke des Magnetfeldes, in dem die Drehspule angeordnet ist, erzielt werden.
Die Einstellung der Krümmung der Röhrencharakteristik im Arbeitspunkt kann selbstverständlich ausser auf die angegebene Weise auch auf andere Weise erzielt werden, z. B. durch Änderung der Heizspannung der Röhre oder durch Anwendung einer einstellbaren Rück- oder Gegenkopplung bei der Röhre 7.
Es sei schliesslich bemerkt, dass die drei beschriebenen Mittel zur Dreipunktseichung auch bei Röhrenvoltmetern anwendbar sind, bei denen keine Brückenschaltung benutzt wird, z. B. bei einem Röhrenvoltmeter, bei dem das Messinstrument unmittelbar in die Anoden- oder Kathodenleitung der Verstärkerröhre geschaltet ist, gegebenenfalls unter Anwendung von Mitteln zum Ausgleich des Ruhestromes.
PATENTANSPRtr()ll:
Röhrenvoltmeter zur Messung von Weeh- selspannungen mittels eines mit einer geeichten Skala versehenen Messinstrumentes, bei dem die zu messende Wechselspannung dem Steuergitter einer als Anodeudetektor geschalteten Verstärkerröhre zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Nullpunktskorrektion und zum Regeln des End ausschlages des Messinstrumentes sawie Mittel zur Änderung der Krümmung der Gitterspan nung-Anodenstromcharakteristik der Röhre im Arbeitspunkt vorgesehen sind.