DE515012C - Verfahren zum Anzeigen und Aufzeichnen von sehr kleinen Gleichspannungen oder Gleichstroemen, insbesondere fuer Alarm- oder Regelungszwecke - Google Patents

Description

• Verfahren zum Anzeigen und Aufzeichnen von sehr kleinen Gleichspannungen oder Gleichströmen, insbesondere für Alarm- oder Regelungszwecke Bei technischen und wissenschaftlichen Arbeiten besteht vielfach das Bedürfnis, durch selbsttätig anzeigende oder aufzeichnende Apparate physikalische oder chemische Vorgänge dadurch zu verfolgen oder zu überwachen, daß man damit verbundene elektrische Wirkungen, z. B. kleine thermoelektrische Spannungsdifferenzen, beobachtet. Sind letztere groß genug, z. B. in der Größenordnung von einigen Mikro-oder Millivolt, so kann man die gangbaren Galvanometer mit oder ohne Registrierung benutzen; weisen sie jedoch eine kleinere Größenordnung auf, wie dies z. B. bei Strahlungs-und Ionisationsmessungen vorkommt, so versagen diese bekannten Hilfsmittel, insbesondere in solchen Fällen, wo die Instrumente äußeren elektrischen Störungen ausgesetzt sind, wie dies z. B. in chemischen und elektrischen Betrieben der Fall ist. Während es nun gelingt, sehr kleine Gleichströme an hohen Widerständen bzw. die entsprechenden Spannungen mittels Elektronenröhren direkt zu verstärken, versagt dieses Hilfsmittel vollkommen für die obengenannten Fälle, wo es sich um kleine Spannungen an kleinen Widerständen handelt.
• Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Anzeigen und Aufzeichnen von sehr kleinen Gleichspannungen oder Gleichströmen, insbesondere für Alarm- oder Regelungszwecke, be dem erfindungsgemäß der zu messenden Gleichspannung eine konstante Wechselspannung von vorzugsweise gleichbleibender Frequenz und einem Effektivwert von mindestens dem Höchstwert der zu messenden Gleichspannung kapazitiv oder induktiv überlagert, die resultierende Wechselspannung mit einer oder mehreren Verstärkerröhren verstärkt, mittels einer Gleichrichterröhre (Audion) oder eines Detektors gleichgerichtet, gegebenenfalls in einem Endverstärker nochmals verstärkt und der Strom im Anodenkreis der Gleichrichterröhre bzw, des Endverstärkers mit einem Meßinstrument, das in Einheiten der zu ermittelnden Größe, z. B. Temperatur, Spannung oder Stromstärke, geeicht ist, gemessen oder aufgezeichnet wird.
• Abb. z der Zeichnung zeigt die Überlagerung einer kleinen Gleichspannung E und der maximalen Gleichspannung Emax mit einer festen Wechselspannung E und die dadurch erzielten Anodenströme J bzw. Jm, an der Gleichrichterröhre graphisch dargestellt. Zwecks Erzielung eines möglichst großen Meßbereichs ist es erforderlich, die Röhre so zu steuern und auch die Gitterspannung (-V) so zu wählen, daß beim Nullwert der zu verstärkenden Gleichspannung kein oder nahezu kein Anodenstrom fließt und daß dieser 1"Tullwert und der Höchstwert E.na. . innerhalb -des steilen Teiles der Röhrenkennlinie K liegen.
• Abb. 2 zeigt in einem Schaltbild ein Ausführungsbeispiel. Die aus einem normalen Wechselstromnetz über den Transformator i und den Spannungsteiler2 entnommene Wechselspannung wird über den Schutzwiderstand 3 und den Blockkondensator q. der in der zu überwachenden Thermosäule 5 erzeugten und zu messenden Gleichspannung E überlagert, wobei gegebenenfalls hinter die Thermosäule noch ein Widerstand geschaltet werden kann. Die resultierende Wechselspannung wird in den drei Verstärkerröhren 6,a bis 6, verstärkt, mittels der Transformatoren 8" bis 8, transformiert und in der Gleichrichterröhre 6d gleichgerichtet, wobei an dem Spannungsteiler g eine geeignete Gitterspannung eingestellt wird. 7" bis 7_d sind die Heizwiderstände, =o das aufzeichnende Milliamperemeter, i= ein zweckmäßig noch anzubringendes Kontrolhnilliamperemeter für den gesamten Anodenstrom, 12 und 13 die Heiz-und Anodenbatterie: Man kann die Gleichrichtung statt vom Nullpunkt des Anodenstromes (Abb. i) auch vom Sättigungswert aus unter Zuhilfenahme einer positiven Gitterspannung bewirken. Für dieVerstärkungkönnen auch beliebige andere Schaltungen, insbesondere auch solche mit Endverstärkung, benutzt werden. Die zu überlagernde Wechselspannung kann aus einem vorhandenen Netz auch in anderer Weise, z. B. nur mittels Spannungsteilers, oder aus beliebigen anderen Spannungsquellen entnommen oder auch in der Verstärkeranordnung selbst mit beliebiger Frequenz, z. B. Hochfrequenz, -in der üblichen Weise erzeugt werden. Bei Entnahme der hochfrequenten Wechselspannung aus der Verstärkeranordnung werden etwa auftretende Störungen durch fremde Wechselfelder vermieden.
• Sinngemäß lassen sich auch statt sehr kleiner Spannungen sehr kleine Ströme anzeigen oder aufzeichnen, indem man durch den zu messenden Gleichstrom an einem festen Widerstand ein Potentialgefälle erzeugt und dann diese Gleichspannung nach dem beschriebenen Verfahren mit einem Wechselstrom überlagert; verstärkt und gleichrichtet.

Claims (3)

1. PATE NTANSPRÜCFIE: x. Verfahren zum Anzeigen und Aufzeichnen von sehr kleinen Gleichspannungen oder Gleichströmen, insbesondere für Alarm-oder Regelungszwecke, dadurch gekennzeichnet, daß der zu messenden Gleichspannung eine konstante Wechselspannung von vorzugsweise gleichbleibender Frequenz und einem Effektivwert von mindestens dem Höchstwert der zu messenden Gleichspannung kapazitiv oder induktiv überlagert, die resultierende Wechselspannung mit einer oder mehreren Verstärkerröhren verstärkt, mittels einer Gleichrichterröhre oder eines Detektors gleichgerichtet, gegebenenfalls in einem Endverstärker nochmals verstärkt und der Strom im Anodenkreis des Gleichrichters bzw. des Endverstärkers mit einem Meßinsirument, das in Einheiten der zu ermittelnden Größe, z. B. Temperatur, Spannung oder Stromstärke, geeicht ist, gemessen oder aufgezeichnet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator oder Spannungsteiler zur Entnahme der der Gleichspannung zu überlagernden Wechselspannung aus einem Wechselstromnetz dient.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkeranordnung selbst zur Erzeugung der der Gleichspannung zu überlagernden Wechselspannung dient. q.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den zu messenden Gleichstrom an einem festen Widerstand ein Potentialgefälle erzeugt und dieser Gleichspannung dann der Wechselstrom überlagert wird.