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Tragbares Ineßinstrument mit im Gehäuse vorgesehenen Hilfseinrichtungen
für die Messung von Spannung, Stromstärke und Widerstand. Die Erfindung bezieht
sich auf ein elektrisches Meßinstrument, in dessen Gehäuse in bekannter Weise sich
die Hilfseinrichtungen für die Messung von Spannung, Stromstärke und Widerstand
befinden. Die bisher bekannten Univ ersalmeßinstrumente dieser Art haben den Nachteil,
daß die Bedienung des Instrumentes verhältnismäßig schwierig ist und ohne Kenntnis
des Schaltungsschemas vom Laien nicht bedient werden kann. Im
besonderen
setzt die Widerstandsmessung mittels der Maeßbrücke Fachkenntnisse voraus, wodurch
das Instrument nur voll einem beschränkten Wirkungskreis benutzt werden kann. Ferner
können die einzelnen Messungen der Spannung, der Stromstärke und des Widerstandes
nur so ausgeführt werden, daß ein Abklemmen und Umschalten der Allschlußdrähte notwendig
wird. Diese Nachteile werden durch die Erfindung behoben. Gemäß der Erfindung erfolgt
das: Messen der Spannung, der Stromstärke und des Widerstandes durch einen ein7igen
von der äußeren Seite des Gehäuses her zu bedienenden Schalter. Z,i diesem Zwecke
ist die Drehspule des Instrumentes im Neberischluß zu einem in der Meßlcitung liegenden
Hauptwiderstand geschaltet, der durch .eine Abzapfleitung zwecks Stronistärkeinessulig
mit verschiedenen Kontaktknöpfen des Schalters verbunden ist. Weitere Kontaktknöpfe
dieses Schalters sind in Reihe mit dem 1leßstronikreis der Drehspule und anderen
Widerständen geschaltet, uni Spannungsmessungen ausführen zu könilell. Zur Widerstandsmessung
sind all dein-.selben Schalter besondere Kontaktknöpfe vorgesehen, uin den Meßstroinkreis:
in Reihe mit einer Batterie und dein flauptsch lußwiderstand zu schalten, wobei
die Drehspule parallel zum Batteriestromkreis liegt. Um den wechselnden Widerstand
und die wechselnde Spannung der Meßbatterie auszugleichen, sind einstellbare Kompensationswiderstände
vorgesehen, die in Reihe mit dem Meßstromkre.is liegen, wobei ein besonderer Aichwiderstand
Verwendung findet, der durch den Hauptschalter in den inneren Instrumentenstromkreis
gelegt werden kann. Der Schalterhebel des Schalters ist kreissegmentförmig ausgebildet
und arbeitet mit zwei gleichzeitig als Klinken dienenden Kontaktfedern zusaminen,
die mit dem kreisbogenförmigen Rand abwechselnd je nach der Stellung des Schalters
in Eingriff kommen, um die verschiedenen Meßstromkreise zu schließen. Durch die
zuletzt genannte Einrichtung ist es unmöglich, irgendwelche falschen Einstellungen
vorzunehmen und dadurch die Drehspule des Instrumentes zu überlasten, wie es bisher
bei dem bekannten Universalinstrument infolge falscher Schaltungen vorkommen kann.
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Die Erfindung ist in den "Zeichnungen beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i eine Vorderansicht des Apparates. Abb. a ist eine innere Rückansicht
des Apparates, wobei der hintere Deckel abgenommen ist.
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Abb. 3 ist das Schaltungsschema.
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Das Instrument a ist nach denn Drehspulentyp gebaut und nvird in der
üblichen Weise von einem zylindrischen Gebäuse umgeben. Das Instrument sitzt am
oberen Ende des Deckels eines Kastens., in dem die einzelnen Apparatteile untergebracht
sind. An der Längsseite des zylindrischen Gehäuses des Instrumentes ist ein flacher
Streifen aus Isoiationsmaterial, beispielsweise Vulkanfit, angebracht. Auf diesen
Streifen ist der Nebenschlußwiderstand b aufgewickelt. Der Widerstandsdr.abt dieses
Widerstandes besitzt denselben Temperaturkoeffizienten wie der Widerstand auf der
Drehspule des Instrumentes a. Ferner hat dieser Widerstandsdraht einen genügenden
Querschnitt uin mit den auftretenden Stromstärken belastet zu «-erden. Einen Teil
dieses -Nebenschlußwiderstandes ist aus einer kurzen Länge eines isolierten Widerstandsdrahtes
gewickelt und befindet sich auf einem Kreisbogenstreifen aus Metall, der in geeigneter
Weise mit Isolierinaterial bedeckt ist. Die Isolierung des Drahtes ist auf der einen
Kante zum Teil entfernt und kommt auf diese Weise der Widerstand:.-draht in Berührung
mit einer Schaltkontaktfeder. Dieser Teil des Nebenschlußwiderstandes wird uni folgenden
mit c bezeichnet. Ferner ist ein anderer aus dünnem Draht vorgesehener Widerstand
angeordnet, der in ähnlicher Weise ausgebildet ist und mit d bezeichnet ist. Diese
beiden- Widerstände befinden sich all den oberen Ecken des Deckels, wobei die Spindeln
der Schaltkontaktfeder durch die Vorderseite des Deckels hindurchragen, um eine
Einstellung voll der Außensuite her vorzunehmen.
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Zwei Reihenwiderstände sind, wenn der Apparat als Voltmeter benutzt
werden soll, in der Form voll Spulen vorgesehen und hintereinandergeschaltet. Diese
Widerstände sind finit e und f bezeichnet, wobei der Widerstand e der größere der
beiden ist.
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Auf der Rückseite des Deckels an der einen unteren Ecke befindet sich
ein Rheostat, der finit ä bezeichnet ist. Er ist ähnlich ausgebildet wie die beiden
Widerstände c und d, besitzen jedoch größere Abmessungen. Der erste Teil dieses
Widerstandes besteht aus einem Draht von stärkerem Querschnitt, welcher für die
höchstzulässige Stromstärke geeignet ist, für die der Apparat bestimmt wird. Die
Kontaktfederspindel dieses Rheostaten ragt durch die Vorderseite des Deckels hindurch
und ist finit einem Handgriff versehen. Unterhalb des Handgriffes g' des Rheostaten
sind zwei Klemmen h und j vorgesehen, die in der Normalstellung durch einen
Streifen liegend miteinander verbunden sind.
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An der anderen unteren Ecke des Deckels sind zwei Klerninen h und
l zum Anschluß für die Prüfleitungen, vorgesehen. Oberhalb dieser Klemmen
befindet sich der Hauptschalter für den Apparat, der aus einer drehbaren
Kontaktfeder
11i besteht (Abb. 2 und 3), die über die Knöpfe auf der Rückseite des Deckels unter
Verwendung des Handgriffes i11.1 gedreht werden kann. Dieser Handgriff inl ist als
Scheibe ausgebildet, befindet sich auf der Außenseite des Deckels und ist diese
Scheibe in geeigneter Weise mit einer Skalenbeschriftung versehen. Auf der Spindel
dieser Schaltfeder sitzt ein mit Einschnitten versehenes Segment i112 (Abb. 2 und
3), welclies mit einer der beiden federnden Zungen i113, 111.1 in Eingriff kommt,
so daß, wenn die eine oder die andere der Zungen in einer Einkerbung des Segmentes
ruht, dann die Kontaktfeder sich auf einem der Kontaktknöpfe befinden. Die zur Verwendung
gelangenden Kontaktknöpfe sind mit i bis 7 bezeichnet.
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Die Verbindung zwischen den einzelnen :@liparateteilen sind folgende.
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Die Klemme 1 ist finit der einen Klemme des Instrumentes a verbunden,
die andere Klemme des Instrtunentes ist mit dem freien Ende des Widerstandes f verbunden.
Die Widerstände c und d sind in Reihe zueinander ;beschaltet und mit den Klemmen
des Instrunientes a so verbunden, daß sie einen dauernden N ebenschlußwiderstand
zu der Drehspule bilden. Allzweigleitungen führen von drei Stellen des N ebenschlußwiderstandes
b aus zti den Kontaktknöpfen 1, 2 und 3. Das freie Ende des Widerstandes e: ist
mit dem Kontaktknopf ..1 verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen den beiden Widerständen
c und f ist mit dem Kontaktknopf 5 verbunden. An den beiden Kontaktknöpfen
6 und 7 liegt cin Widerstand fit, wobei der Kontaktknopf 7 finit dem einen Ende
eines Widerstandes o in Verbindung steht, dessen anderes Ende an den Widerstand
d angeschlossen ist. Die Klemme k des Apparates ist mit der Klemme 1 und mit der
Federzunge iit3 des Hauptschalters verbunden, wobei diese Zunge mit dem Seginent
tit@ in Eingriff kommt, wenn die Schaltkontaktfeder in- sich auf den Knöpfen
d, 5, 6 und 7 befindet. Die Federzunge in, welche mit dein Sclialtseginent tit2
in Eingriff kommt, «-enn die Schaltkontaktfeder in. die Kontaktknöpfe 1, 2 oder
3 berührt, ist mit dein einstellbaren Rheostaten g verbunden, dessen Schalakontaktfeder
g2 mit der Klemme j in Verbindung steht. Eine Drei-Volt-Trockenbatteriep (Abb.2tuld3)
ist in Reihe zwischen die Schaltkontaktfedern cl und dl geschaltet. Dieses Trockenelement
wird in geeigneter Weise durch Klammern auf der Rückseite des Apparatgehäuses befestigt.
Der Widerstand der Drehspule des Instrumentes a. ist nahezu gleich dem Widerstand
des Nebenschlusses b. Die anderen Widerstände sind in geeigneter Weise abgestimmt,
um die erforderlichen Ablesungen auf Gien Skalen zu ergeben, wobei die Ablesungen
von dem Empfindlichkeitsgrad des Instrumentes abhängt. Die Skala für die Ampere-
und Volt Ablesungen ist in sechs Hauptteile geteilt, wobei jeder Teil in zehn Unterteile
zerfällt.
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Wenn der Apparat als Amperemeter verwendet werden soll, dann wird
der zu messende Strom finit den beiden Klemmen h und 1 verbunden, während die Hauptkontaktfeder
11i. auf die Knöpfe 1, 2 oder 3 gestellt wird. Die Lage der Abzweigleitungen von
dem Nebenschlußwiderstand ist so gewählt, daß die Widerstände zwischen den Leitungen
einen Durchgang von Stromwerten folgendermaßen gewährleisten.
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`renn die Schaltkontaktfeder t11, auf dem Knopf i steht, dann kann
die Skala in hundertstel Ampere umgelesen werden, bei der Stellung der Feder auf
den Knopf 2 in zentralen Ampere und auf den Knopf 3 in Ampere. In jeder dieser Stellungen
wird der zu messende Strom in der entsprechenden Nebenschlußzweigleitung geteilt.
Der Hauptteil des Stroines fließt durch einen Teil des Nebenschlußwiderstandes,
während ein verhältnismäßig kleiner Teil durch den anderen Teil des N ebenschlußwiderstandes,
den Widerstand c und die Drehspule des Amperemeters fließt. Wenn es notwendig ist,
den in den Apparat eingeführten Strom zu regulieren, dann kann der Rheostat ä entsprechend
eingestellt werden. Dieser Rheostat dient auch gleichzeitig als Sicherheitsvorrichtung
beim Einschalten für Stromprüfungen. In dem Fall, wo ein Instrument oder Apparat
unter Prüfung steht und nicht finit einer Stromquelle verbunden ist, werden die
beiden Klemmen h und j von den Verbindungsstreifen befreit und dann mit einer besonderen
Stromquelle verbunden, wobei dann die Klemmen h und 1 frei liegen, an die das zu
prüfende Instrument oder der Apparat angesetzt wird. Wenn die Schaltkontaktfeder
11t auf den Knopf .4 gedreht wird, dann läuft der Stromkreis von den Hauptklemmen
durch die Widerstände e und f zur Drehspule t11., die ständig in Parallelschaltung
zu den Widerständen c und b liegt, der Strom wird dann zur Klemme 1 zurückgeführt.
Diese Skala kann für Spannungsablesungen verwendet werden, die mit zehn multipliziert
werden müssen, während durch die Drehung der Schaltkontaktfeder i11 auf dem Knopf
5 (Ausschaltung des größeren Widerstandes e) dieselbe Skala dann für Ablesttngen
in Volt" dienen kann.
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Die Skala a1 zur Ablesung der '\@'iderstände befindet sich oberhalb
der Ampere- und Volt-Skalen a.= und verläuft ansteigend in umgekehrter Richtung.
Der zu messende Widerstand wird mit den Klemmen k und 1 des Insiruinentes verbunden
und die Kontaktfeder
in auf dem Knopf 7 gedreht, in welcher Lage
der Strom von der Batterie aus an einem jeweils eingestellten Punkt des Widerstandes
sich teilt. Ein Teil des Stromes fließt auf der einen Seite des Widerstandes c ab
durch das Instrument, während der übrige Strom durch clie andere Seite des Widerstandes
c und durch den Nebenschluß b fließt, worauf dann eine Vereinigung der beiden Stromkreise
erfolgt und der Strom weiter durch den zu messenden Widerstand finit der Klemme
k und 1, durch den Widerstand o und den jeweilig eingestellten Widerstand d zurück
zuni negativen Pol der Batterie fließt. Die Skala ist so eingestellt, daß direkte
Ablesungen in Ohm stattfinden können.
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Der veränderliche Widerstand d ist vorgesehen, um irgendeine Veränderung
in :dein Widerstand der Batterie oder der Prüfleitungen aufzuheben. Der Widerstand
c dient als Potentiorneter, um irgendwelche Veränderungen in der Spannung der Batterie
aufzuheben, indem immer dieselbe Potentialdifferenz mit Bezug auf die Instrumentklemmen
für jede Prüfung gewährleistet ist. Durch die Bewegung des Kontaktarmes auf den
Knopf 7 und durch Kurzschließen der Klemmenkundl kann der Widerstand d eingestellt
werden, bis der Zeiger a.3 des Instrumentes a eine Widerstandsablesting - Null ergibt,
(d. h. eine maximale Stroinstärkenablest.ng). Die Kontaktfeder kann dann auf dem
Knopf 6 gedreht «-erden, wenn der Zeiger a3 sich auf die 2oo-Ohin-Stellung einstellt,
welches der Wert des Widerstandes fit. ist. Wenn jedoch diese Einstellung
nicht stattfindet, dann kann die Schaltkontah-tfeder auf den Widerstand c so eingestellt
werden, bis der Zeiger sich auf eine Skalenstelle bewegt hat, die einen gleichwertigen
Betrag auf der anderen Seite der 2oo-Ohm-Stellung entspricht, worauf dann die Schaltkontaktfeder
für den Widerstand d dazu dient, um den Zeiger auf die 2oo-Ohm-Stellung einzustellen.
Der Schaltkontakthebel wird dann zurück auf den Knopf 7 gedreht, worauf infolge
Einlegens eines Widerstandes zwischen die Klemmen k und L des: Apparates,
die Ablesung auf der Skala den wirklichen Wert des zu messenden Metallwiderstandes
ergibt.
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Die Widerstände und der Rheostat sind so gebaut,- daß der Widerstandsdraht
auf flache Metallstreifen c2, d2, 9 2 aufgewickelt ist, worauf
dann die Streifen in die erforderliche Form gebogen werden. Der Metallgriff besteht
aus Kupfer oder einem anderen Material, um eine günstige Wärineauisnutzung zwischen
dem Widerstandsdraht und dein Streifen zu bewirken. Der ganze Apparat ist 7usammengedrängt
gebaut und in Form eines drehbaren Gehäuses q angeordnet, wobei die Abmessungen
des Apparates ähnlich den allgemein zur Anwendung kommenden Meßinstruinenten sind.