DE242649C - - Google Patents

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KAISERLICHESIMPERIAL

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Zur Messung der Schwingungsdauer hochfrequenter elektrischer Ströme werden Apparate benutzt, die im wesentlichen aus einem Stromkreise bestehen, der aus Kapazität und Selbstinduktion zusammengesetzt ist. Ein solcher Kreis hat eine genau definierte Eigenschwingung, so daß mit seiner Hilfe infolge des Resonanzphänomens die Schwingungsdauer des zu messenden Stromes festgestellt To measure the period of oscillation of high-frequency electrical currents, apparatuses are used which essentially consist of a circuit composed of capacitance and self-induction. Such a circle has a precisely defined natural oscillation, so that with its help, as a result of the resonance phenomenon, the oscillation period of the current to be measured is determined

ίο werden kann. Zu diesem Zwecke muß einer der beiden Faktoren des Meßkreises, entweder die Selbstinduktion oder die Kapazität, ihrer Größe nach veränderlich sein. Im allgemeinen ist es gleichgültig, ob die Selbstinduktion oder die Kapazität verändert wird; die heute in der Praxis gebrauchten Wellenmesser verändern im allgemeinen die Kapazität, weil diese leichter stetig veränderlich gemacht werden kann als die Selbstinduktion.ίο can be. For this purpose one must of the two factors of the measuring circuit, either self-induction or capacitance, their Size to be changeable. In general it does not matter whether the self induction or the capacity is changed; change the wave knives used in practice today in general the capacity, because it is easier to make it continuously variable can be called the self-induction.

Um ein weites Gebiet von Schwingungszählen übergreifen zu können, gibt man einer veränderlichen Kapazität eine Reihe verschieden großer Selbstinduktionen bei, durch deren Verbindung mit der Kapazität nun eine Reihe gut abgestufter Schwingungszahlen entstehen. Für ein gewisses Gebiet besitzt ein solcher Wellenmesser also eine feste Selbstinduktion und eine veränderliche Kapazität. Der Apparat besteht also aus zwei Teilen: 1. der für sich gesonderten Kapazität und 2. der für sich gesonderten Selbstinduktionsspule. Als Kapazität wird ein veränderlicher Kondensator (Drehkondensator), als Selbstinduktion eine gewöhnliche, auf einen Kreis oder ähnliche Rahmen gewickelte Spule verwendet. Das Meßinstrument, das das Maximum des Stromlaufes in dem Schwingungskreise anzeigt, wird mit dem Schwingungskreise auf irgendeine Art gekoppelt, so daß ein Teil der im Schwingungskreise fließenden Energie auf irgendein wellenempfindliches Instrument übertragen wird. Es ist bekannt, ein Gebilde herzustellen, das gleichzeitig Kapazität und Selbstinduktion besitzt. Auf einem solchen Gebilde wird die Leitungsbahn, die selbstver- 4-5 ständlich eine genügende Flächenausdehnung haben muß, so zu einem Kreise oder einer Spirale zusammengewickelt, daß die beiden Leiter, aus denen sie bestehen, eine Kapazität gegeneinander haben. Die Selbstinduktion dieses Leitergebildes ist dann abhängig von der Stelle, an denen die äußere Leitungsbahn an dieses Gebilde angeschlossen ist. Zu Wellenmeßzwecken sind solche Vorrichtungen bisher nicht benutzt worden. Soll ein solches Gebilde zu Wellenmeßzwecken benutzt werden, so muß die neue prinzipielle Forderung gestellt werden, daß die Stromzuführungsstelle zu einem der Leiter stetig veränderlich ist.In order to be able to cover a wide area of oscillation counting, one gives one variable capacitance with a series of self-inductions of different sizes, through whose In connection with the capacity, a series of well-graded oscillation numbers are created. Such a wave meter has a fixed self-induction for a certain area and a variable capacity. The apparatus therefore consists of two parts: 1. The one in itself separate capacitance and 2. the self-induction coil which is separate for itself. As a capacity becomes a variable capacitor (rotary capacitor), as a self-induction an ordinary one, on a circuit or similar Frame wound coil used. The meter showing the maximum of the current flow in the oscillation circuit is coupled with the oscillation circuit in some way, so that a part of the im Vibrational circles of energy flow onto any wave-sensitive instrument is transmitted. It is known to produce a structure that has both capacity and Owns self-induction. On such a structure the conduction path, the self-4-5 must of course have a sufficient area, so to a circle or a Spiral wound together so that the two conductors that make them up have a capacitance have against each other. The self-induction of this conductor structure is then dependent on the point at which the outer conduction path is connected to this structure. to Such devices have not previously been used for wave measurement purposes. Should such a thing Structures are used for wave measurement purposes, so must the new principle requirement be made so that the power supply point to one of the conductors is continuously variable is.

Zur Erläuterung des Konstruktionsprinzips diene folgende Überlegung. In Fig. 1 seien zwei Leiter dargestellt, die zu einem festgeschlossenen Kreise zusammengebogen sind. Die Leiter sind mit α und b bezeichnet. Man denke sich diese Leiter als Zylindermantel ausgebildet, so daß der Leiter α zusammen mit dem Leiter b eine gewisse Kapazität einschließt. Denkt man sich nun an den Punkt 1 die eine Stromleitung gelegt und an denThe following consideration serves to explain the construction principle. In Fig. 1, two conductors are shown which are bent together to form a tightly closed circle. The conductors are labeled α and b. Imagine this conductor designed as a cylinder jacket, so that the conductor α together with the conductor b includes a certain capacitance. If you now think of point 1 the one power line laid and the

Punkt 3 des anderen Leiters die andere Stromleitung, und erzeugt man zwischen den Punkten ι und 3 bzw. zwischen den zuführenden Stromleitern eine Potentialdifferenz, die im Moment ι positiv, bei 3 negativ sein mag, so fließt zur Aufladung der Kapazität ein Strom von ι im Leiter α bis 2 im Leiter α. Gleichzeitig fließt ein Strom im Leiter b von 3 nach 4; da aber das Vorzeichen des an 3 angelegten Potentials umgekehrt dem an den Leiter α angelegten Potential ist, so wird die Stromrichtung im Leiter b den entgegengesetzten Sinn haben wie im Leiter a. Es wird also die magnetisierende Wirkung des in a fließenden Stromes durch den in b fließenden Strom aufgehoben, so daß im Innern des Leitergebildes kein Magnetfeld entsteht. Infolgedessen kann auch keine Reaktion des entstehenden oder verschwindenden Magnetismus auf die Leiter erfolgen, d. h. bei dieser Art der Verbindung haben die Leiter Kapazität gegeneinander, aber keine Selbstinduktion. Point 3 of the other conductor is the other power line, and if a potential difference is generated between points ι and 3 or between the supplying conductors, which may be positive at the moment and negative at 3, a current of ι im flows to charge the capacitance Head α to 2 in the head α. At the same time, a current flows in conductor b from 3 to 4; but since the sign of the potential applied to 3 is the reverse of the potential applied to conductor α , the direction of the current in conductor b will have the opposite sense as in conductor a. It is thus canceled the magnetizing effect of the current flowing in a current through the current flowing in b, so that no magnetic field is generated in the interior of the conductor structure. As a result, there can be no reaction of the arising or disappearing magnetism on the conductors, ie with this type of connection the conductors have capacitance to one another, but no self-induction.

Betrachtet man jetzt die Fig. 2. Darin bedeutet wieder α die äußere Leiterkapazität, b die innere; die anderen sind wieder mit den Zahlen 1, 2, 3, 4 bezeichnet. Der positive Teil der Potentialdifferenz mag wieder an 1 angelegt sein, der negative aber diesmal an 4. Es fließt jetzt der Strom in α wieder in Richtung des gezeichneten Pfeiles; im Leiter b fließt er ebenfalls in Richtung des gezeichneten Pfeiles, infolge des umgekehrten Vorzeichens. Beide zur Aufladung" der Leitergebilde nötigen Strombeträge fließen jetzt in derselben Richtung, sie erzeugen im Innern ein Magnetfeld, und das Magnetfeld übt bei seinem Verschwinden bzw. erneuten Wiederentstehen eine Induktionswirkung auf die Leiter α und b aus, mit anderen Worten, die beiden Leiter α und b haben außer ihrer gegenseitigen Kapazität noch eine gewisse Selbstinduktion. Würde im Falle der Fig. 2 der Punkt 1 mit 4 durch einen metallisehen Kurzschluß verbunden werden, so entsteht ein Gebilde mit einer genau definierten Eigenschwingung, was genau in derselben Weise induziert werden kann wie ein Gebilde, das aus getrennter Kapazität und Selbstinduktion besteht. Das Instrument, das das Maximum des Stromes anzeigt, kann entweder in beliebiger Kopplung in den Verbindungsweg 1-4 gelegt werden, oder aber, es kann .auch eine Spule genommen werden, auf die das ganze Leitergebilde induzierend wirkt. Um nun die Schwingungsdauer dieses Gebildes variabel zu machen, verfährt man wie in Fig. 3 dargestellt. Das positive Potential mag wieder an 1 angelegt sein. Das negative Potential wird zu einer Achse geführt und von der Achse durch einen radialen Arm mit Hilfe einer Bürste oder eines auf dem Leiter b laufenden Rades an b übertragen. Wird die Achse so gedreht, daß der Schleifkontakt an 3 steht, so hat man den Fall der Fig. 1, d. h. eine Kapazität ohne meßbare Selbstinduktion. Wird das Rad im Sinne des gezeichneten Pfeiles herumbewegt, so nimmt die Selbstinduktion des Gebildes allmählich zu, bis der Schleifkontakt an 4 angekommen ist, dann hat das Gebilde die maximale Selbstinduktion des Falles der Fig. 2 erreicht. In diesen Grenzen ist also die Selbstinduktion des Gebildes annähernd zwischen Null und dem Maximum beliebig und stetig veränderlich, so daß mit Hilfe des im Kreise bewegten Schleifkontaktes nunmehr das Gebilde auf eine beliebige Eigenschwingungsdauer gebracht werden kann.If one now looks at FIG. 2. Here, α again means the outer conductor capacitance, b the inner one; the others are again labeled with the numbers 1, 2, 3, 4. The positive part of the potential difference may again be applied to 1, but this time the negative part to 4. The current in α now flows again in the direction of the arrow drawn; in conductor b it also flows in the direction of the arrow drawn, as a result of the opposite sign. Both of the amounts of current required to charge "the conductor structure" now flow in the same direction, they generate a magnetic field inside, and when the magnetic field disappears or reappears, it has an induction effect on the conductors α and b , in other words, the two conductors α and b have, besides their mutual capacitance, a certain self-induction.If in the case of FIG a structure that consists of separate capacitance and self-induction. The instrument that shows the maximum of the current can either be placed in any coupling in the connection path 1-4, or a coil can also be used on which the has an inducing effect on entire conductor structures. To make the period of oscillation of this structure variable, proceed as in F Fig. 3 shown. The positive potential may be applied to 1 again. The negative potential is led to an axle and transferred from the axle to b by a radial arm with the aid of a brush or a wheel running on the conductor b . If the axis is rotated so that the sliding contact is at 3, then one has the case of FIG. 1, ie a capacitance without measurable self-induction. If the wheel is moved around in the direction of the arrow drawn, the self-induction of the structure gradually increases until the sliding contact has reached 4, then the structure has reached the maximum self-induction in the case of FIG. Within these limits, the self-induction of the structure is freely and continuously variable between zero and the maximum, so that the structure can now be brought to any natural oscillation period with the aid of the sliding contact moved in a circle.

Um den Meßbereich der Einrichtung zu erhöhen, werden die Leiter zweckmäßig in Form einer doppelten Spirale angeordnet. Dadurch wird sowohl· die Kapazität der Leiter gegeneinander als auch durch den mehrfachen Stromumlauf die Selbstinduktion vermehrt. Diese Art der Einrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Die beiden Leiter sind dielektrisch voneinander getrennt zu einer Spirale aufgewickelt. Der Punkt 1 im Leiter α möge außen liegen, neben ihm liegt der Punkt 3 des Leiters b. Eine Stromzuleitung ist fest an α verlegt, die andere wird vermittels Schleifkontakt und eines kreisförmig beweglichen Armes an b übertragen. Die beiden Leiter ο und b sind entweder fest auf einer Grundplatte aus Isolationsmaterial aufgebaut oder aber sie sind zusammen mit einem dielektrischen Zwischenmittel auf einen Kern aufgewickelt. Durch Vermehrung der Anzahl der Spiralwicklungen oder durch A^erminderung ihres gegenseitigen Abstandes kann die Kapazität erhöht, durch Vermehrung der Windungen allein die Selbstinduktion erhöht werden, so daß mit einem Gebilde der ganze für die Praxis notwendige Wellenmeßbereich zwisehen etwa 100 und 3000 m überdeckt werden kann.In order to increase the measuring range of the device, the conductors are expediently arranged in the form of a double spiral. This increases both the capacitance of the conductors in relation to one another and the self-induction due to the multiple current circulation. This type of device is shown in FIG. The two conductors are wound up dielectrically separated from one another to form a spiral. Point 1 in conductor α may be on the outside, next to it is point 3 of conductor b. One power supply line is permanently laid at α , the other is transmitted to b by means of a sliding contact and a circularly movable arm. The two conductors o and b are either firmly built up on a base plate made of insulating material or they are wound onto a core together with a dielectric intermediate. By increasing the number of spiral windings or by reducing their mutual spacing, the capacity can be increased; by increasing the number of windings alone, the self-induction can be increased, so that the entire wave measuring range necessary for practice can be covered between about 100 and 3000 m with one structure .

Der Vorteil der neuen Einrichtung besteht außer ihrer großen Einfachheit und Bequemlichkeit vor allem noch in der sehr geringen Eigendämpfung, da dasselbe Metallmaterial, welches zur Erzeugung der Kapazität notwendig ist, auch gleichzeitig zur Erzeugung der Selbstinduktion verwendet wird, so daß jeder unnötige Ohmsche Verlust vermieden werden kann. Die Art, wie mit dem neuen Schwingungskreise das Meßinstrument verbunden wird, ist ebenfalls aus Fig. 4 zu ersehen. Die Verbindungsleitung zwischen Punkt ι und der Achse ist zu einer einfachen Kopplungsschleife geführt; diese wirkt induktiv auf eine eventuell veränderliche Sekundär-The advantage of the new facility is, besides its great simplicity and convenience especially in the very low internal attenuation, since the same metal material that is necessary to generate the capacitance is, is also used at the same time to generate the self-induction, so that any unnecessary ohmic loss is avoided can be. The way in which the measuring instrument is connected to the new oscillation circuit can also be seen from FIG. 4. The connecting line between point ι and the axis is simple Coupling loop led; this has an inductive effect on a possibly variable secondary

spule, und diese Spule führt zu irgendeinem geeigneten Schwingungsanzeiger.coil, and this coil leads to any suitable vibration indicator.

Claims (1)

Patent-Anspruch:Patent claim: Wellenmesser, bestehend aus zwei kreisspiralförmig· oder gewindeartig isoliert voneinander angeordneten Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen Leiter ein Schleifkontakt gleitet, während der andere mit dem Drehpunkt des Schleifkontaktes mittel- oder unmittelbar verbunden ist, so daß infolge der Veränderung der Selbstinduktion des Leitergebildes seine Eigenschwingungsdauer stetig und stufenlos verändert werden kann.Wave knife, consisting of two circular spiral or thread-like insulated mutually arranged conductors, characterized in that a sliding contact slides on one conductor while the other is directly or indirectly connected to the pivot point of the sliding contact is, so that as a result of the change in the self-induction of the conductor structure, its natural oscillation period is constant and can be changed continuously. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.