DE1162472B - Circuit arrangement for the protection of sensitive measuring instruments, in particular of light mark or pointer galvanometers with high internal resistance, against current overload - Google Patents

Description

Schaltungsanordnung zum Schutz von empfindlichen Meßinstrumenten, insbesondere von Lichtmarken- oder Zeigergalvanometern mit hohem Innenwiderstand, gegen Stromüberlastung Bei Verwendung hochempfindlicher Lichtmarken-oder Zeigergalvanometer in Meßeinrichtungen, die für Reihenmessungen eingesetzt werden, lassen sich gelegentlich starke Stromüberhöhungen im Galvanometerkreis nicht vermeiden. Die Folge davon ist, daß die Galvanometer, die beispielsweise als Indikatoren in Widerstandsbrücken eingesetzt sind, unbrauchbar werden.Circuit arrangement for the protection of sensitive measuring instruments, especially of light mark or pointer galvanometers with high internal resistance, against current overload when using highly sensitive light mark or pointer galvanometers in measuring devices that are used for serial measurements, can occasionally Do not avoid excessive current increases in the galvanometer circuit. The consequence of this is that the galvanometer, used for example as indicators in resistance bridges become unusable.

Es ist bereits bekannt, Amperemeter dadurch gegen Überströme zu schützen, daß das Amperemeter mit Hilfe einer gittergesteuerten Röhre und mehrerer zusätzlicher Stromkreise und Stromquellen durch einen parallel zum Amperemeter liegenden Schutzkreis überbrückt wird. Eine solche Schaltanordnung bedingt jedoch einen hohen schaltungstechnischen Aufwand. It is already known to protect ammeters against overcurrents by that the ammeter with the help of a grid-controlled tube and several additional Circuits and power sources through a protective circuit parallel to the ammeter is bridged. Such a circuit arrangement, however, requires a high level of circuitry Expenditure.

Es ist weiterhin bekannt, niederohmige Meßinstrumente mit Drehspulmeßwerk dadurch gegen Überlastung zu schützen, daß dem Meßinstrument Halbleitergleichrichter, etwa in Form von Selengleichrichtern oder Zenerdioden, parallel geschaltet sind, die bei Überschreiten einer bestimmten Spannung leitend werden und dann den wesentlichen Teil des Belastungsstromes übernehmen. Nachteilig hierbei sind jedoch die verhältnismäßig hohen Ansprechwerte der verwendeten Schutzelemente, wie Selengleichrichter und Zenerdioden. It is also known, low-resistance measuring instruments with moving coil measuring mechanism to protect against overload by adding semiconductor rectifiers to the measuring instrument, in the form of selenium rectifiers or Zener diodes, for example, are connected in parallel, which become conductive when a certain voltage is exceeded and then the essential Take over part of the load current. However, the disadvantage here is that they are proportionate high response values of the protective elements used, such as selenium rectifiers and zener diodes.

Die Erfindung geht zum Schutz von empfindlichen Meßinstrumenten, insbesondere von Lichtmarken-oder Zeigergalvanometern mit hohem Innenwiderstand, gegen Stromüberlastung einen anderen Weg. The invention goes to the protection of sensitive measuring instruments, especially of light mark or pointer galvanometers with high internal resistance, against current overload another way.

Gemäß der Erfindung wird parallel zum zu schützenden Meßinstrument die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors geschaltet und seine Basis mit einer dem Emitter gegenüber negativen, von der Meßgröße abhängigen Spannung gespeist. Wesentlich für die Erfindung ist, daß dem Meßinstrument ein geeignetes strom- bzw. spannungsabhängiges Bauelement parallel geschaltet wird, das innerhalb des Strombereiches des Meßinstrumentes genügend hochohmig gegenüber dessen Innenwiderstand und bei Überschreitung des Strombereiches des Meßinstrumentes entsprechend niederohmig wird, so daß der Hauptteil des Belastungsstromes den Nebenschlußweg benutzen kann.According to the invention, parallel to the measuring instrument to be protected the emitter-collector path of a transistor is connected and its base connected to a fed to the emitter with negative voltage dependent on the measured variable. It is essential for the invention that the measuring instrument has a suitable current or voltage-dependent component is connected in parallel, which is within the current range of the measuring instrument sufficiently high resistance to its internal resistance and at Exceeding the current range of the measuring instrument becomes correspondingly low resistance, so that most of the load current can use the shunt path.

Dabei liegt die Ansprechspannung des Transistors in der Größenordnung von einigen mV. Germaniumgleichrichter beispielsweise haben demgegenüber eine Schwellspannung, die etwa um eine Zehnerpotenz höher liegt. Sie eignen sich deshalb nicht für die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, einen wirksamen Schutz für Meßinstrumente mit geringer Eigenleistung zu erreichen.The response voltage of the transistor is in the order of magnitude of a few mV. In contrast, germanium rectifiers have a threshold voltage, which is about a power of ten higher. They are therefore not suitable for that The object underlying the invention, an effective protection for measuring instruments to achieve with little personal contribution.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens ist als Vorwiderstand zum Meßinstrument ein Widerstand vorgesehen, an dem die dem Emitter gegenüber negative, von der Meßgröße abhängige Meßspannung abgegriffen wird. In continuation of the concept of the invention is used as a series resistor for Measuring instrument a resistor is provided on which the negative to the emitter, the measured voltage dependent on the measured variable is tapped.

Die Erfindung sei an Hand der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is based on the in the F i g. 1 and 2 shown Embodiments explained in more detail.

In den Meßkreis nach Fig. 1 ist das Strommeßgerät 1 und parallel zum zu schützenden Galvanometer 2 ein Spannungsmesser 3 geschaltet. Als Vorwiderstand zum Galvanometer ist der Widerstand 4 vorgesehen, an dem die dem Emitter gegenüber negative Spannung abgegriffen wird. Mit dieser Spannung wird die Basis des Transistors 5 gespeist. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 5 ist ebenfalls zum Galvanometer 2 parallel geschaltet. Bei wachsender Belastung, also steigendem Strom im Galvanometerkreis, wächst auch die am Vorwiderstand 4 abfallende Spannung und damit die der Basis des Transistors 5 zugeführte Spannung. Bei Überschreiten der Ansprechspannung des Transistors wird dieser leitend, so daß der größte Teil des Belastungsstromes seinen Weg über die vom Transistor gebildete Kurzschlußstrecke nimmt. Im Normalfall, also innerhalb des Galvanometerstrombereiches, stellt der Transistor gegenüber dem Galvanometer einen hohen Widerstand dar, der erst bei Erreichen der Schwellspannung entsprechend niederohmig wird. Der Vorwiderstand 4 verringert zwar etwas die Meßempfindlichkeit, bei einem Nullgalvanometer kann jedoch die Verringerung der Empfindlichkeit in Kauf genommen werden. Bei Meßinstrumenten zur Erfassung von Absolutwerten ist es möglich, den Einfluß des Schutzelementes mit einzueichen. In the measuring circuit according to FIG. 1, the ammeter is 1 and parallel A voltmeter 3 is connected to the galvanometer 2 to be protected. As a series resistor to the galvanometer the resistor 4 is provided, on which the opposite to the emitter negative voltage is tapped. This voltage becomes the base of the transistor 5 fed. The emitter-collector path of the transistor 5 is also to the galvanometer 2 connected in parallel. With increasing load, i.e. increasing current in the galvanometer circuit, the voltage drop across the series resistor 4 and thus that of the base of the also grows Voltage supplied to transistor 5. When the response voltage of the transistor is exceeded this becomes conductive, so that most of the load current makes its way over the short-circuit path formed by the transistor takes. Normally, i.e. within of the galvanometer current range, the transistor sets compared to the galvanometer represents a high resistance, which is only correspondingly when the threshold voltage is reached becomes low resistance. The series resistor 4 reduces the measurement sensitivity somewhat, with a zero galvanometer, however, the reduction in sensitivity can be taken into account be taken. For measuring instruments for recording absolute values, it is possible, to submit the influence of the protective element.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Erläuterung der Erfindung zeigt Fig. 2. Hierbei ist das Meßinstrument 6 als Nullinstrument in einer Gleichstrombrücke verwendet. Zu dem im Diagonalzweig der Brücke liegenden Meßinstrument 6 sind die Emitter-Kollektor-Strecken der beiden Transistoren 9 und 10 mit einander entgegengesetzter Durchlaßrichtung parallel geschaltet. In Reihe mit dem Meßinstrument 6 liegen im Diagonalzweig der Brücke die beiden Widerstände 7 und 8. An diesen Widerständen wird jeweils eine von der Meßgröße abhängige Spannung abgegriffen. die zur Speisung der Basen der beiden Transistoren 9 und 10 verwendet wird. Another embodiment for explaining the invention is shown 2. Here, the measuring instrument 6 is a zero instrument in a direct current bridge used. To the measuring instrument 6 lying in the diagonal branch of the bridge are the Emitter-collector paths of the two transistors 9 and 10 with opposite one another Forward direction connected in parallel. In series with the measuring instrument 6 are in Diagonal branch of the bridge the two resistors 7 and 8. At these resistors a voltage dependent on the measured variable is tapped in each case. those for feeding the bases of the two transistors 9 and 10 is used.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zum Schutz von empfindlichen Meßinstrumenten, insbesondere von Lichtmarken- oder Zeigergalvanometern mit hohem Innenwiderstand, gegen Stromüberlastung, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum zu schützenden Meßinstrument die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors geschaltet und seine Basis mit einer dem Emitter gegenüber negativen, von der Meßgröße abhängigen Spannung gespeist ist. Claims: 1. Circuit arrangement for the protection of sensitive Measuring instruments, in particular from light mark or pointer galvanometers with high Internal resistance, against current overload, characterized in that parallel to the The measuring instrument to be protected is connected to the emitter-collector path of a transistor and its base with a negative compared to the emitter, depending on the measured variable Voltage is fed. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Spannung an einem als Vorwiderstand zum Meßinstrument verwendeten Widerstand abgegriffen ist. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the negative voltage at a resistor used as a series resistor for the measuring instrument is tapped. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, bei der das Meßinstrument, insbesondere ein Lichtmarken- oder Zeigergalvanometer, als Nullinstrument in einer Gleichstrombrücke verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem im Diagonalzweig der Brücke liegenden Meßinstrument die Emitter-Kollektor-Strecken zweier Transistoren mit einander entgegengesetzter Durchlaßrichtung parallel geschaltet sind und daß die Basen dieser Transistoren mit einer jeweils an einem der im Diagonalzweig der Brücke in Reihe mit dem Meßinstrument liegenden Widerstände abgegriffenen Spannung gespeist sind. 3. Circuit arrangement according to claim 2, wherein the measuring instrument, in particular a light mark or pointer galvanometer, as a zero instrument in one DC bridge is used, characterized in that to that in the diagonal branch the measuring instrument lying on the bridge, the emitter-collector paths of two transistors are connected in parallel with opposite forward directions and that the bases of these transistors with one each at one of the in the diagonal branch of the Bridge in series with the measuring instrument resistances tapped voltage are fed. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2451 953; Mitteilungen der Deutschen Patentanwälte, 1957, S. 81 bis 83. References considered: U.S. Patent No. 2451 953; Communications from the German Patent Attorneys, 1957, pp. 81 to 83.