DE413650C - Arrangement for measuring low voltages with two glow cathode grid tubes - Google Patents

Description

Anordnung zur lVIessung kleiner Spannungen mit zwei Glühkathoden-Gitterröhren. Die Anwendung der Glühkathodenröhre mit Gitter und Anode als Verstärker auf das Gebiet der Meßtechnik und venvandte Gebiete begegnet bekanntlich erheblichen Schwierigkeiten. die vor allem ihre Ursache in der außerordentlich starken Abhängigkeit der Röhrencharakteristik vom Heizstrom haben. Durch Verwendung von zwei Röhren in geeigneter Schaltung lassen sich diese Schwierigkeiten bekanntlich für einen hinreichend breiten Bereich der Röhrencharakteristik beseitigen. Die Messung bei dieser Anordnung ist aber kompliziert, da mindestens zwei Instrumente abzulesen sind.Arrangement for measuring low voltages with two hot cathode grid tubes. The application of the hot cathode tube with grid and anode as an amplifier to the The field of metrology and related fields is known to encounter considerable difficulties. which is mainly due to the extremely strong dependence of the tube characteristics have from the heating current. Leave it in a suitable circuit by using two tubes As is well known, these difficulties cover a sufficiently wide range of Eliminate tube characteristics. The measurement with this arrangement is complicated, because at least two instruments can be read.

Bei der vorliegenden Erfindung wird zur Messung kleiner Spannungen mit Glühkathodengitterröhren der Quotientenmesser mit gekreuzten Spulen oder Feldern verwendet. Die Schaltung geht aus der Abbildung hervor.The present invention is used to measure small voltages with hot cathode grid tubes the quotient meter with crossed coils or fields used. The circuit is shown in the figure.

An drei Klemmen a, b, c° liegen die unbekannte Spannung ei und die bekannte Spannung e=. Es bedeuten R1 und R= Verstärkerröhren, .d. G 'und I( deren Anoden, Gitter und Glühkathoden. Letztere sind in Serie an eine Heizbatterie HB geschaltet, während die Anoden A in Parallelschaltung an dar Anodenbatterie AB liegen. Die Anodenströme seien il bzw. j- In den Anodenkreisen liegen noch die Spulen S1 und S:,.- Letztere sind die beiden Spulen eines sogenannten Kreuzspulinstruments, die im magnetischen Feld eines permanenten Magneten ohne mechanis.che Richtkraft schwingen. Die Drehmomente D dieser Spulen sind bekanntlich: wo cb den magnetischen Fluß des permanenten Magneten und f1 -(a) und f, (a) zwei verschiedene Funktionen des Ausschlags:wmkels a der Kreuzspulen bedeuten. Im Falle des Gleichgeliichtes an . den gekreuzten Spulen ist D1 = D_, oder wo F (:c) eine neue Funktion des Ausschlagswinkeis a bedeutet. Die Abhängigkeit der Anodenströme i1 und h von den Gitterspannungen e1 und e2 läßt sich darstellen durch die Beziehungen rpl und cp" sind Funktionen, die neben Konstruktionskonstanten der Verstärkerröhren die Anodenspannung und den Heizstrom enthalten. Die Beziehungen (2) gelten nur für den sogenannten proportionalen Teil der Röhrencharakteristik. Setzt man (2) in (1), so wird Bei der gewählten Schaltung und bei zwei Röhren mit möglichst gleichen Konstruktionsdaten wird also für einen bestimmten Bereich der Gitterspannungen e1 und e., der Quotient cpl: cp2 unabhängig von den Änderungen der Anodenspannung und des Heizstromes, die sonst die Durchführungen exakter Messungen stören. Man kann also in (3) statt des Quotienten cpl: cp2 eine Konstante K einsetzen und erhält dann: Da, wie oben erwähnt, e2 eine bekannte Spannung darstellt, so gibt der Zeigerausschlag a ein direktes Maß für die gesuchte Spannung e1. Hier kann e1 selbstverständlich die Funktion einer anderen Größe darstellen, z. B. eines Stromes, einer Temperatur, einer Umdrehungszahl u. a. m.The unknown voltage ei and the known voltage e = are applied to three terminals a, b, c °. It means R1 and R = amplifier tubes, .d. G 'and I (their anodes, grids and hot cathodes. The latter are connected in series to a heating battery HB , while the anodes A are connected in parallel to the anode battery AB . Let the anode currents be il and j- In the anode circuits there are still the coils S1 and S:, .- The latter are the two coils of a so-called cross-coil instrument, which vibrate in the magnetic field of a permanent magnet without mechanical straightening force. The torques D of these coils are known to be: where cb is the magnetic flux of the permanent magnet and f1 - (a) and f, (a) mean two different functions of the deflection: wmkels a of the cross-wound coils. In the case of equanimity. the crossed coils is D1 = D_, or where F (: c) means a new function of the deflection angle a. The dependence of the anode currents i1 and h on the grid voltages e1 and e2 can be represented by the relationships rpl and cp "are functions which, in addition to construction constants of the amplifier tubes, contain the anode voltage and the heating current. Relations (2) only apply to the so-called proportional part of the tube characteristic With the selected circuit and with two tubes with the same design data as possible, the quotient cpl: cp2 for a certain range of grid voltages e1 and e. Is independent of the changes in the anode voltage and the heating current, which otherwise interfere with the performance of exact measurements. So in (3) one can insert a constant K instead of the quotient cpl: cp2 and then get: Since, as mentioned above, e2 represents a known voltage, the pointer deflection a gives a direct measure of the voltage e1 sought. Here e1 can of course represent the function of another variable, e.g. B. a current, a temperature, a number of revolutions, etc.

Die beschriebene Schaltung läßt sich mit entsprechenden Abänderungen auf vielen Gebieten anwenden. Es sei noch ein Beispiel angeführt.The circuit described can be modified with appropriate modifications apply in many areas. Let me give you another example.

Ist e1 die Spannung an einer Induktivität L und e.> die Spannung an einer Kapazität C, die beide in Reihenschaltung von einem Strom j mit der Kreisfrequenz (.) durchflossen werden, so wird Setzt man (5) in (:1), so wird F (a) --- K j-,:2 - L . C.'.If e1 is the voltage across an inductance L and e.> The voltage across a capacitance C, both of which are connected in series with a current j with the angular frequency (.), Then becomes Putting (5) in (: 1) becomes F (a) --- K j - ,: 2 - L. C. '.

Sind L und C konstante bekannte Größen, so gibt der Aussclilagswinkel cc ein direktes Maß für die Kreisfrequenz v>. Als Meßinstrumen: mit den Kreuzspulen S1 und S2 wird man hier zweckmäßig ein Elektrodynamometer verwenden, wie es für die Messung der Kreisfrequenz ohne Verstärkerröhren bereits bekannt ist. Der Vorteil der beschriebenen Anwendung der Verstärkerröhren liegt hier in der Möglichkeit, einen direkt zeigenden Frequenzmesser zu bauen, der bei relativ großen Richtkräften dem Meßkreis praktisch keine Energie entzieht, eine besonders für die Hochfrequenztechnik sehr wichtige Aufgabe, die trotz vieler Versuche bis heute noch keine günstige Lösung gefunden hat.If L and C are constant, known quantities, the angle of exposure gives cc is a direct measure of the angular frequency v>. As a measuring instrument: with the cross-wound coils S1 and S2 one will use an electrodynamometer here, as it is for the measurement of the angular frequency without amplifier tubes is already known. The advantage the described application of the amplifier tubes lies in the possibility of to build a direct-pointing frequency meter that works with relatively large directional forces Practically no energy is extracted from the measuring circuit, especially for high-frequency technology very important task which, despite many attempts, is still not a cheap solution has found.

Die Anwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ließen sich: beliebig vermehren. Es sei noch erwähnt, daß es z. B. vorteilhaft sein kann, die in der Abbildung dargestellten Röhren Rl und R2 in eine einzige zu vereinigen, mit nur einer Glühkathode, aber zwei Gittern und zwei Anoden. Ferner lassen sich die bekannten Methoden der so-,genannten Vielfachverstärkung ohne weiteres auf das angegebene Grundprinzip anwenden.The application examples of the present invention could be: multiply as desired. It should also be mentioned that there are e.g. As may be advantageous that Rl and tubes shown in the figure to combine in a single R2, with only one thermionic cathode, but two bars and two anodes. Furthermore, the known methods of so-called multiple amplification can easily be applied to the stated basic principle.

Claims (2)

PATENT-AN sPRÜcHE: z. Anordnung zur Messung kleiner Spannungen mit zwei Glühkathodengitterröhren, bei denen sowohl die beiden Kathoden als auch die beiden Anoden je von derselben Stromquelle geheizt bzw. gespeist werden, in Verbindung mit einem Quotientenmesser, dadurch gekennzeichnet, daß an das eine der Gitter die zu messende Spannung (e1), an Idas ,andere eine bekannte Spannung (e") derart angelegt ist, daß das Verhältnis der Anodenströme (z:, : i2) an dem Quotientenmesser bekannter Art direkt angezeigt wird. PATENT CLAIMS: e.g. Arrangement for measuring small voltages with two hot cathode grid tubes, in which both the cathodes and the both anodes are each heated or fed by the same power source, in connection with a quotient meter, characterized in that the one of the grids voltage to be measured (e1), applied to Idas, others a known voltage (e ") in this way is that the ratio of the anode currents (z :,: i2) on the quotient meter is more known Type is displayed directly. 2. Anordnung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gitterspannungen (e1 und e;,,) Leiterteilen entnommen werden, deren Potentialgefälle in vers.chiedener Weise von der Frequenz, Temperatur o. dgl. abhängig ist und somit der Quotient der beiden Anodenströme (1,: 1.,) im Zeigerausschlag des Quotientenmessers ein direktes Maß für die Frequenz, Temperatur o. dgl. gibt.2. Arrangement according to claim t, characterized in that that the two grid voltages (e1 and e; ,,) are taken from conductor parts, their Potential gradient in different ways depending on the frequency, temperature or the like and thus the quotient of the two anode currents (1,: 1,) in the pointer deflection of the quotient meter gives a direct measure of the frequency, temperature or the like.